
不典型慢性髓细胞白血病(aCML)是一种罕见的造血干/祖细胞恶性克隆性疾病,具有骨髓增生异常综合征(MDS)和骨髓增殖性肿瘤(MPN)的双重特点。由于aCML的发病率低,既往研究者对该病了解较少。近年,随着病例数的不断累积,以及下一代测序技术的应用,研究者对该病的探讨更加深入。笔者拟就aCML的发病特点、遗传学特征、发病机制、诊断及鉴别诊断、治疗及预后等方面的研究进展进行综述,旨在加深对aCML的认识,为该病的临床诊疗工作提供参考。
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不典型慢性髓细胞白血病(atypical chronic myeloid leukemia,aCML)是一种罕见的造血干/祖细胞恶性克隆性疾病,具有骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)和骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative neoplasm,MPN)的双重特点。aCML的发病率低,仅为慢性髓细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)患者发病率的1%。但是该病预后较差,中位生存期为12.4~25.0个月[1,2]。目前,aCML的治疗方案尚无统一标准,造血干细胞移植为可能治愈该病的唯一方法。近年,在aCML患者中发现了SET结合蛋白(SET binding protein,SETBP)1,ETNK1等分子遗传学异常,为aCML的诊断和治疗提供了新的方向。为了更加深入了解aCML的发病特点、分子和细胞遗传学特征、治疗及预后等,现将近年aCML的研究进展综述如下。
ACML患者的BCR-ABL1融合基因呈阴性,aCML的发病率仅为典型的BCR-ABL1阳性CML患者发病率的1%。aCML患者常见的临床表现为重度贫血、血小板减少、中性粒细胞增多伴细胞核发育异常、脾大,而嗜碱性粒细胞增多并不显著。aCML患者发病年龄较大,中位发病年龄为62~72岁,男性发病率略高于女性。aCML的预后较差,中位生存期为12.4~25.0个月。37%~40% aCML患者可转化为急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia,AML),aCML患者转化为AML的中位时间为11.2~18.9个月[1,2]。
近来,多种aCML相关基因突变被发现,例如SETBP1[3,4,5,6,7,8],CBL[9,10,11],RAS[1,3],TET2[9,10,12],ETNK1[13],集落刺激因子3受体(colony-stimulating factor 3 receptor,CSF3R)[14,15,16]基因,以及BCR-JAK2[17,18]、NUP98-HOXA9[19]融合基因等。其中,突变率>20%的基因包括SETBP1、RAS和TET2基因;突变率<10%的基因包括CBL、CSF3R、JAK2和ETNK1基因。此外,56%~82% aCML患者中,存在非特异性的细胞遗传学异常,最常见的是+8和20q-,以及涉及12、13、14、17和19号染色体的异常[2,20]。目前,aCML相关基因突变中,研究较为深入的基因突变包括SETBP1、ETNK1、CSF3R及RAS基因突变。
SETBP1基因定位于18q21.1,编码SETBP1,而SETBP1主要通过与SET蛋白结合而发挥生物学作用。SETBP1包含3个AT钩状结构域、1个SKI重复序列(第706~917位氨基酸序列)、1个SET结合域和1个重复结构域。2013年,Piazza等[3]利用外显子测序技术,最早确定SETBP1基因突变为aCML患者的重现性基因突变,突变率为24.3%(17/70);并且所有的SETBP1基因突变均位于SETBP1的SKI同源区域,其中92%的突变都聚集在SETBP1上的第858~871位氨基酸序列。该研究还发现,14例SETBP1突变型aCML患者与24例野生型aCML患者相比,确诊为aCML时白细胞计数增高,并且差异有统计学意义(81.0×109/L比38.5×109/L,P=0.008),而二者的外周血原始细胞计数、发病年龄、性别构成比、血红蛋白水平及血小板计数分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05)[3]。
2013年,Meggendorfer等[4]报道60例aCML患者中,31.7%(19/60)发生SETBP1基因突变;并且通过队列研究发现,在1 130例MPN及MDS/MPN患者中,74例SETBP1突变型患者较1 056例野生型患者,白细胞计数更高(44.6×109/L比16.0×109/L,P<0.001),而血小板计数更低(130×109/L比300×109/L,P<0.001)。这说明,SETBP1突变型患者更易发生粒细胞和巨核细胞发育异常。
此外,在6%~15%慢性粒单核细胞白血病(chronic myelomonocytic leukemia,CMML),3%幼年型粒单核细胞白血病(juvenile myelomonocytic leukemia,JMML)患者中,亦存在SETBP1基因突变[6,21,22]。在慢性中性粒细胞白血病(chronic neutrophilic leukemia,CNL),不能分类的骨髓增生异常综合征/骨髓增殖性肿瘤(myelodysplastic syndrome/myeloproliferative unclassified,MDS/MPN-U),继发性AML及原发性AML等疾病患者中,亦存在低频率的SETBP1基因突变[3,6]。
目前,由SETBP1基因突变导致aCML的具体机制尚未明确。Minakuchi等[23]研究发现,SETBP1基因突变增加SET蛋白的稳定性,抑制蛋白磷酸酶(protein phosphatase,PP)2A的活性。编码SETBP1的SKI同源区域是1个高度保守的区域,其对降解蛋白质发挥非常重要的作用。SKI同源区域包含β转导重复相容蛋白(transducin repeat-containing protein,TrCP)1的共同识别区和E3泛素连接酶的底物识别亚基,以及PEST结构域,而PEST结构域与细胞内半衰期短的蛋白质有关。因此,SKI同源区域可能对泛素化及随后的蛋白降解起着关键作用。Cristóbal等[24]研究结果显示,SETBP1基因突变引起未被裂解的SET蛋白增多,从而抑制PP2A的活性,最终导致细胞增殖和白细胞扩增。Oakley等[21]进行的体外实验结果显示,SETBP1基因过表达的永生化细胞BM70的同源盒基因(homeobox,HOX)A9和HOXA10 mRNA表达水平升高,这表明SETBP1通过与HOXA9和HOXA10的启动子结合,进而调控后二者的表达。Piazza等[3]证实,SETBP1 Gly870Ser突变导致白血病细胞系TF1细胞株的编码SETBP1水平增加,SET蛋白稳定性增加,PP2A抑制程度加重,TF1细胞株的增殖率增高,这表明SETBP1基因突变与SETBP1过表达相关。
ETNK1基因编码乙醇胺激酶,后者将乙醇胺磷酸化为磷酸乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)。PE与细胞的许多生化过程相关,例如细胞膜的构成[25]、膜蛋白跨膜区拓扑结构的调控[26]、将特定的PE结合蛋白锚定于细胞膜上,以确保细胞分裂过程中细胞质分裂的正常进行,以及保持线粒体内呼吸复合物的活性[27]等。Gambacorti-Passerini等[13]对515例血液系统克隆性疾病患者进行靶向测序的研究结果显示,8.8%(6/68) aCML患者,2.6%(2/77) CMML患者伴有ETNK1基因突变。ETNK1基因突变主要聚集在1个高度保守的激酶结构域内,在6例aCML患者中,1例为ETNK1 H243Y,其余5例均为ETNK1 N244S,由此推测,N244S为ETNK1的热点突变[13]。
目前,ETNK1基因突变导致aCML的机制亦尚未明确。Gambacorti-Passerini等[13]发现,伴有ETNK1 N244S和ETNK1 H243Y的TF1细胞中,细胞内PE与磷酸胆碱比值均分别低于ETNK1野生型TF1细胞,并且差异均有统计学意义[(0.76±0.07)比(1.37±0.32),P=0.010 0;(0.37±0.02)比(1.37±0.32),P=0.000 8]。这说明,ETNK1基因突变导致aCML的机制可能是通过抑制ETNK1激酶的催化活性,减少PE的合成,从而导致由PE参与的生化过程失调有关。
CSF3R基因定位于染色体1p34.3,编码CSF3R。CSF3R是集落刺激因子3的受体,赋予细胞生长因子依赖的增殖活性,在粒系细胞的生长和分化中起到重要作用[28,29]。2013年,Maxson等[16]最早在27例诊断为CNL或者aCML的患者中,发现CSF3R基因突变,突变率为59%(16/27)。后续系列相关研究发现,CNL患者的CSF3R基因突变率最高,而在aCML和其他髓系肿瘤患者中并不高,并且CSF3R T618I为其热点突变[1,14,30]。与CSF3R野生型aCML患者相比,CSF3R基因突变者表现为中性粒细胞计数增高[16]。
目前研究者普遍认为,CSF3R基因突变与CNL的发生、发展密切相关,而CSF3R基因突变在aCML患者中并不常见,若在疑似诊断为aCML的患者中,检测出CSF3R基因突变,则应注意与CNL及其他髓系肿瘤鉴别[31]。
目前,CSF3R基因突变导致aCML的具体机制并不明确。其可能与CSF3R基因突变激活JAK/STAT信号通路,或者SRC激酶,导致细胞的扩增有关[16]。
RAS基因家族由KRAS、HRAS和NRAS组成。aCML患者常见的RAS基因突变指的是NRAS和KRAS基因突变。NRAS基因定位于1p31,KRAS基因定位于12p,二者均属于癌基因。RAS基因编码的RAS蛋白位于细胞膜内侧,具有内源性GTP酶活性,催化GTP与GDP的相互转化,通过转导活化的生长因子受体信号和细胞外信号到细胞核,从而调节细胞的增殖、分化[32]。NRAS基因突变,特别是c.35G>A,造成NRAS蛋白等12位氨基酸位置上的天冬氨酸被甘氨酸取代,打破RAS-GTP酶激活蛋白(guanosine triphosphatase activating protein,GAP)介导的GTP水解平衡,造成RAS的持续活化[33]。RAS基因突变导致aCML的机制可能与RAS的持续活化,导致其下游的信号通路激活,从而进一步导致细胞的增殖、分化失调有关。
Wang等[1]报道,35%(7/20) aCML患者存在RAS基因突变。Patnaik等[12]报道,24%(6/25) aCML患者存在RAS基因突变,其中NRAS和KRAS基因突变率分别为16%(4/25)和8%(2/25);并且通过单因素分析发现,NRAS基因突变为影响aCML患者生存期的危险因素(P=0.04)。
1994年,法国、美国和英国协作组(France-America-Britain,FAB)首先提出aCML的诊断标准[34]。2001年,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)造血与淋巴系统肿瘤分类中,将aCML归类为骨髓增生异常综合征/骨髓增殖性疾病(myelodysplastic/myeloproliferative disorder,MDS/MPD)[35]。2008年,WHO造血与淋巴系统肿瘤分类修订版中,将MDS/MPD更名为骨髓增生异常综合征/骨髓增殖性肿瘤(myelodysplastic syndrome/myeloproliferative neoplasm,MDS/MPN)[36]。
2016年版WHO造血与淋巴系统肿瘤分类中提出的MDS/MPN和2008年版WHO分类一致,仍将造血与淋巴系统肿瘤分为5类,包括CMML,aCML,JMML,MDS/MPN伴环形铁粒幼细胞和血小板增多(refractory anemia with ring sideroblasts and thrombocytosis,RARS-T),以及MDS/MPN-U[31]。其中,MDS/MPN伴RARS-T在2008年版WHO分类中,只是作为一个暂定类型,在2016年版WHO的分类中,其已经成为正式的类型,并由MDS/MPN伴环形铁粒幼红细胞性难治性贫血伴血小板增多,更名为MDS/MPN伴RARS-T。
随着对aCML分子生物学异常的认识逐渐加深,2016年版WHO造血与淋巴系统肿瘤分类关于aCML的诊断标准在2008年版WHO分类的基础上,特别提出以下3点。①若检测出MPN相关的基因,例如JAK2、CALR、MPL基因,则可基本排除aCML诊断。② aCML具有相对独特的基因突变特点,SETBP1和ETNK1基因突变具有一定的诊断意义。③ CSF3R基因突变在aCML患者中不常见,若在疑似诊断为aCML的患者中,检测出CSF3R基因突变,则应注意与CNL及其他髓系肿瘤鉴别。
2016年版WHO造血与淋巴系统肿瘤分类关于aCML的诊断标准如下[31]。①外周血白细胞增多(白细胞计数≥13×109/L),可见不成熟中性粒细胞。②外周血不成熟中性粒细胞(早幼粒细胞、中幼粒细胞、晚幼粒细胞)占白细胞的比例≥10%。③粒系发育异常,包括染色质异常凝聚等。④无或者极轻微的嗜碱性粒细胞绝对值增高,通常嗜碱性粒细胞占白细胞的比例<2%。⑤无或者极轻微的单核细胞绝对值增多,单核细胞占白细胞的比例<10%。⑥骨髓有核细胞增多,粒系细胞增多且存在发育异常,伴或者不伴红系和巨核系发育异常。⑦外周血和骨髓中原始细胞比例<20%。⑧无PDGFRA、PDGFRB或者FGFR1基因重排,无PCM1-JAK2融合基因。⑨不符合WHO造血与淋巴系统肿瘤分类中,BCR-ABL1呈阳性的CML、原发性骨髓纤维化、真性红细胞增多症或者原发性血小板增多症的诊断标准。
Dao和Tyner [37]认为,目前aCML的诊断主要依赖于外周血不成熟粒细胞的比例,而该数值受到其他因素的影响较大,并不能完全、准确反映疾病的生物学特征。例如,部分aCML患者的外周血不成熟中性粒细胞占白细胞的比例可能<10%。随着对aCML遗传学发病机制的深入研究,临床对其诊断将更倾向于综合遗传学及细胞形态学特征。
ACML与MDS/MPN中其他疾病,在临床、实验室及细胞形态学方面存在一定的相似性。因此,在aCML的临床诊断时,应该与CNL、MDS/MPN-U及CMML进行鉴别。
ACML和CNL均表现为白细胞增多,以及骨髓增生活跃,骨髓中粒系细胞比例增高。既往aCML和CNL的鉴别诊断主要通过细胞数量和细胞形态:① CNL患者的白细胞计数较aCML患者高,外周血白细胞计数≥25×109/L;② aCML患者外周血中,不成熟中性粒细胞占白细胞比例≥10%,而CNL患者外周血中,主要以分叶核和杆状核的成熟中性粒细胞为主,外周血的幼稚细胞(早幼粒细胞、中幼粒细胞和晚幼粒细胞)占白细胞比例<10%;③ aCML患者的骨髓中,粒系细胞增多且发育异常,例如假P-H畸形、细胞核异常分叶、染色质异常凝集、细胞质颗粒减少或者异常,而CNL患者骨髓中成熟中性粒细胞形态正常,中性粒细胞无病态造血[33]。目前,这2种疾病的鉴别诊断,亦可依赖于其分子遗传学特性。若患者检测出CSF3R基因突变,特别是CSF3R T618I,则应高度怀疑CNL;若患者检测出SETBP1和ETNK1基因突变,则更倾向于aCML诊断[31]。Dao等[38]发现,部分患者兼具CNL及aCML的特点,同时具有CSF3R T618I突变及粒系增生异常,并且建议从临床及生物学特征上,将这部分患者与CNL及aCML患者进行区别,将前者命名为CNL伴增生异常(CNL with dysplasia),CNL伴增生异常患者与MDS/MPN患者相同,亦表现为显著的白细胞增多及血细胞减少。
ACML与MDS/MPN-U的相同之处包括,发病年龄均较大,中位发病年龄约为71岁,均表现为脾大,单核细胞减少[1,39]。二者的不同之处在于,aCML以粒细胞发育异常为主,而MDS/MPN-U通常存在2系及以上的发育异常,并且可伴有嗜碱性粒细胞增多及巨核细胞增生合并严重的骨髓纤维化[40]。Wang等[1]发现,与MDS/MPN-U患者相比,aCML患者的乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)水平更高,肝、脾大程度及贫血、血小板减少更严重,外周血原始细胞更多,以及嗜碱性粒细胞更少。
由于aCML的发生、发展机制尚未明确,目前暂无评价其预后的系统。aCML患者的预后,受多种因素影响。多项研究结果表明,患者年龄、白细胞计数、外周血髓系前体细胞数量及SETBP1基因突变,为影响aCML患者预后的因素[1,2,3,12,42]。
Breccia等[2]纳入55例aCML患者的Cox多因素回归分析结果显示,年龄>65岁,白细胞计数>50×109/L,外周血中存在髓系前体细胞,为影响aCML患者生存率及向白血病转化的独立危险因素(RR=0.869,95%CI:0.698~1.260,P=0.047;HR=0.737,95%CI:1.073~2.014,P=0.001;RR=0.634,95%CI:1.069~1.986,P=0.05)。Patnaik等[12]对25例aCML患者的多因素分析结果亦证实,年龄>67岁为影响aCML患者总体生存(overall survival,OS)期的独立危险因素(HR=10.1,95%CI:1.3~119.0,P=0.003)。Wang等[1]通过对65例aCML患者的研究发现,白细胞计数>40×109/L,外周血髓系前体细胞比例≥10%,是影响aCML患者OS期的独立危险因素(HR=1.01,95%CI:1.00~1.02,P=0.028 3;HR=1.03,95%CI:1.01~1.05,P=0.004 0)。
Piazza等[3]发现,SETBP1突变型aCML患者的中位生存期较SETBP1野生型患者显著缩短(22个月比77个月,P=0.01)。Wang等[43]报道父、子同患aCML的2例患者,均检测出SETBP1基因突变,并且儿子的SETBP1基因突变位点较其父亲多,并且预后更差(OS期:5个月比73个月,P<0.05)。上述2项研究结果均提示,SETBP1基因突变与aCML患者不良预后相关。Fernandez-Mercado等[44]亦发现,SETBPl基因突变通常与其他提示OS期缩短,向白血病转化风险高的细胞遗传学异常,例如-7、del(7q)、i(17)(q10)等,同时出现。因此,Dao等[37]提出,建立aCML的危险分层,有利于指导临床治疗,掌握疾病预后相关基因突变的顺序、数量及类型,可能为早期干预提供靶点,从而改善aCML患者的预后。
由于aCML的发病率低,目前国内外关于其治疗方法尚未统一标准。现阶段,治疗aCML的方法主要包括:异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT),去甲基化药物治疗,传统治疗方法,以及针对aCML相关基因突变的靶向治疗。
目前认为,allo-HSCT是唯一可能治愈aCML的方法。Lim等[45]报道了2例aCML患者接受allo-HSCT后,在中位随访47.5个月后,仍然存活。Koldehoff等[46]报道了9例aCML患者接受allo-HSCT,中位随访55个月后,患者均存活。Koldehoff等[47]另一项研究结果显示,21例aCML患者接受allo-HSCT治疗后,平均生存期为46.8个月,5年生存率为81.0%(17/21)。
ACML患者接受去甲基化药物(地西他滨、阿扎胞苷)治疗后,能获得短暂的缓解。因此,去甲基化药物既可以作为aCML患者allo-HSCT前的准备药物,亦可作为不具备allo-HSCT条件,以及无法参与新药临床试验aCML患者的治疗选择之一。Hausmann等[48]报道1例49岁的aCML女性患者,应用地西他滨单药治疗后,获得良好的血液学反应,摆脱输血依赖,并且成功地过渡到接受allo-HSCT治疗。Jiang等[42]报道了2例aCML患者应用地西他滨治疗(地西他滨20 mg/m2,d1~5,4个周期)后,临床症状及血液学指标均得到很好的缓解。
大部分aCML患者的治疗,借鉴了CML、MDS、MPN的治疗方法,例如采用羟基脲、白消安、干扰素、来那度胺、促红细胞生成素等药物治疗,以及输血治疗等。传统化疗药物(羟基脲、白消安、干扰素)对aCML患者的疗效不佳,患者接受治疗后的平均生存期约为2年[2]。Breccia等[49]采用伊马替尼治疗2例CD117+ aCML患者后,患者的贫血及骨髓增生异常症状改善、骨髓原始细胞数减少,但是患者的脾大及疾病病程无明显变化。因此,不推荐采用治疗CML的常用药物伊马替尼,治疗aCML。
随着近年aCML患者重现性基因突变的发现,针对CSF3R、RAS基因突变等aCML相关基因突变的靶向治疗药物,亦被运用于临床治疗aCML。
由于CSF3R基因突变激活JAK/STAT信号通路或者SRC激酶,所以JAK抑制剂(芦可替尼)或者SRC抑制剂(达沙替尼),可能为aCML患者提供临床试验的机会。Dao等[50]报道1例CSF3R T618I突变的aCML患者应用芦可替尼治疗后,表现为全身症状及脾大的显著改善。Freedman等[51]报道2例aCML患儿接受芦可替尼治疗后,获得较好的疗效。此外,对于伴有JAK2基因突变,特别是PCM1-JAK2融合基因的aCML患者,对JAK抑制剂有较好的治疗反应[52,53]。
研究发现,对于伴有RAS基因突变的多种疾病,应用丝裂原活化蛋白激酶激(mitogen-activated protein kinase kinase,MEK)1/MEK2抑制剂曲美替尼(tramenitinib),均有一定的疗效[32,54,55]。最早,Burgess等[32]将NRAS-G12D突变的细胞植入小鼠体内,导致受试小鼠产生严重AML,应用曲美替尼治疗的AML小鼠的生存期较未给药小鼠显著延长(P=0.006 3)。Borthakur等[54]研究发现,曲美替尼治疗伴有RAS基因突变的AML、CMML和MDS患者,取得一定的疗效。Khanna等[55]首次报道,将曲美替尼用于治疗1例伴有NRAS基因突变(c.35G>A;p.G12D)的81岁aCML男性患者,患者初诊时表现为白细胞计数增高及贫血,无明显的全身症状,此后逐渐表现为白细胞计数增高,血红蛋白水平及血小板计数下降,全身症状加重;该患者接受曲美替尼(2 mg/d)治疗14个月后,病情得到控制,并且接近血液学完全缓解。
目前,尚无针对SETBP1和ETNK1基因突变的aCML治疗药物。Cristóbal等[24]提出,27% AML患者存在SETBP1过表达,造成SET蛋白水平增高,从而抑制PP2A活性;PP2A通过调控某些对肿瘤细胞行为起到关键作用的信号蛋白,从而抑制细胞的转化。此后,Cristóbal等[56]进一步研究发现,PP2A激动剂forskolin或者FTY720可以作为治疗伴有SETBP1基因突变的AML的靶向药物。此外,PP2A激动剂也可用于治疗伴有SETBP1基因突变的CML、Ph+急性淋巴细胞性白血病、B细胞性慢性淋巴细胞白血病[57,58,59]。由于aCML患者亦存在SETBP1过量表达,因此设想应用PP2A激动剂亦有可能使aCML患者受益。
综上所述,目前研究者对于aCML的相关分子生物学特征有了更好地掌握,但是对于其病因学、发病机制、发生、发展、演变规律仍缺乏足够认识。随着相关研究资料的累积,我们有足够的理由相信,aCML的诊断和治疗一定会迎来新的曙光。
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