
ASXL1突变是骨髓增殖性肿瘤(MPN)的常见非驱动体细胞突变基因,其可与JAK2V617F等其他基因共突变,协同干扰造血干细胞(HSC)的增殖/分化、促使骨髓纤维化(MF)和白血病转化。ASXL1突变可影响MPN患者的临床亚型、血细胞计数、并发症、治疗反应及预后等多方面。ASXL1G646Wfs*12是最常见的ASXL1突变类型。笔者拟就ASXL1突变在MPN中的发生情况、作用机制及对MPN影响的研究现状进行阐述,旨在为MPN患者的诊断、预后评估和靶向治疗的选择等提供理论依据。
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骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative neoplasms, MPN)是一组造血干细胞(hematopoietic stem cell, HSC)克隆性疾病,主要包括真性红细胞增多症(polycythemia vera, PV),原发性血小板增多症(essential thrombocythemia, ET)和骨髓纤维化(myelofibrosis,MF)等[1]。该组疾病具有共同的分子学特征,>85%患者携带疾病驱动基因突变,以JAK2V617F突变最常见,其次是CALR和MPL突变。不同MPN亚型的临床及病理学特征相似,但同时也具有明显异质性,不同亚型患者的并发症和预后存在较大差异。随着二代测序(next-generation sequencing, NGS)技术的应用,MPN被发现通常伴随其他非驱动体细胞突变。JAK2V617F阳性MPN中,≥80%的原发性MF(primary MF, PMF)和约30%的PV/ET患者存在至少1个非驱动体细胞突变基因,而这些基因突变是影响MPN异质性的重要因素之一,可改变疾病表型并增加疾病转化风险[2]。
ASXL1是常见的非驱动体细胞突变基因之一,人ASXL1位于染色体20q11上,编码1个包含1 541个氨基酸的蛋白质,参与H3K4me3、H3K27me3和H2AK119Ub等多种组蛋白的修饰。研究发现,ASXL1和其他体细胞基因的共突变与年龄相关的炎症、血管并发症、血液肿瘤关系密切[3]。ASXL1突变在多种髓系肿瘤中广泛发生并发挥重要作用,近年其在MPN中的作用机制亦日益受到关注。笔者拟就ASXL1突变在MPN中的发生情况、作用机制及对MPN影响的研究现状进行阐述,旨在为MPN患者的诊断、预后评估和靶向治疗的选择等提供理论依据。
研究表明,单独JAK2V617F突变通常不足以致病,NGS结果提示50% MPN患者同时具有多种其他基因突变,尤其是非驱动体细胞的共突变[4]。MPN的非驱动体细胞突变基因主要包括表观遗传调控、剪接因子、代谢途径和信号级联的基因。表观遗传调控基因(DNMT3A、ASXL1和TET2)突变最为普遍,其发生率因临床表型不同而存在差异。Knudsen等[5]采用NGS技术对202例MPN患者进行34个体细胞相关基因检测的结果显示,存在1个突变基因患者为88例(44%),2个突变基因者为55例(27%),≥3个突变基因者为48例(24%),仅11例患者未检出突变;TET2(24%)、DNMT3A(16%)和ASXL1(10%)为最常见的3个突变基因;不同MPN亚型患者间的中位突变基因数不同,ET患者为(1.6±1.5)个,PV为(2.0±1.3)个,前MF为(2.1±1.2)个,PMF为(1.9±1.9)个。
Wan等[6]对2000-2020年发表的53篇骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)/MPN和MPN相关基因突变相关文献进行Meta分析,共计纳入9 809例患者,其中MDS/MPN患者为1 961例,MPN为4 423例;58个被检测基因中,突变率最高的前4位突变基因分别为JAK2(67.9%)、CALR(20.9%)、ASXL1(19.0%)和TET2(15.1%),这提示ASXL1突变是MPN患者常见突变基因。该研究结果还显示,MDS/MPN、MPN患者的ASXL1突变率分别为24.58%(482/1 961)和18.95%(838/4 423),ET(n=1 483)、PV(n=510)、PMF(n=818)、继发性MF(secondary MF, SMF)患者(n=126)的ASXL1突变率分别为3.96%、3.25%、28.00%及23.86%,并且PMF和SMF患者的ASXL1突变率显著高于ET和PV患者(P<0.001),而PMF和SMF、ET和PV患者间突变率相似,该结果表明,ASXL1突变更多见于MDS/MPN和MF患者。
年龄>65岁普通老年人群体细胞基因突变,如ASXL1突变约占10%[3],尽管该人群尚未罹患血液系统疾病,但血液肿瘤的发生风险显著增加。研究发现,多数髓系肿瘤患者的ASXL1基因突变与表观遗传因子(IDH2,EZH2)、剪接因子(SRSF2,U2AF1)、信号转导分子(JAK2,NRAS,SETBP1)、转录因子(RUNX1)和内聚复合体成分(STAG2)等基因共突变,因此推测其与髓系肿瘤的发生密切相关,是肿瘤恶性转化过程中发生最早的事件之一。
近年关于MPN患者的ASXL1基因共突变的研究受到较多关注。McNamara等[7]对122例MPN患者进行回顾性分析结果显示,ASXL1共突变基因的突变率分别为JAK2V617F(12.3%),CALR(5.7%),MPL(2.5%),TET2(4.1%),EZH2(7.4%),RUNX1(7.4%),SRSF2(7.4%)。Knudsen等[5]研究发现,MPN患者中ASXL1与JAK2V617F共突变率为13%(1/52),显著高于JAK2野生型的2%(19/150)(P=0.029)。
综上所述,大部分MPN患者同时携带多个基因突变。除JAK2及CALR等驱动基因突变外,ASXL1突变是常见共突变基因,这表明MPN是一类具有多基因改变的复杂疾病,多基因多位点检测或许可为MPN生物标志物的筛选及预后分层提供更多依据。
Gjini等[8]采用基因组编辑技术利用斑马鱼模型进行ASXL1突变在髓系细胞转化中的作用机制进行研究,结果显示,约50%ASXL1+/-杂合子斑马鱼在5个月龄时发生MPN,其特征是骨髓和外周血中的骨髓单个核细胞数量增加并伴贫血。该研究同时发现,ASXL1杂合性缺失合并TET2杂合性缺失可导致更具特征性MPN表型,而ASXL1杂合性缺失合并TET2完全缺失则可导致急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia, AML);ASXL1纯合缺失则通过上调bim和bid基因介导线粒体凋亡途径使新生成HSC凋亡,导致斑马鱼HSC减少。该结果表明,ASXL1与TET2在斑马鱼模型髓系肿瘤的发生中具有协同作用。
研究发现,ASXL1调节EZH2-多梳组蛋白(polycomb repressive complexe, PRC)2的功能,而PRC1和PRC2调控HSC自我更新和多能性关键调节因子的转录,一旦PRC功能障碍,可导致HSC衰竭和(或)血细胞分化和成熟受损。因此伴ASXL1缺陷的HSC自我更新能力降低,但ASXL1突变的HSC在小鼠体内具有持续或增强分化增殖能力[9]。为了进一步研究ASXL1突变对JAK2V617F+MPN的造血干/祖细胞功能的影响,Guo[10]将JAK2V617F+小鼠与ASXL1+/-小鼠杂交,结果显示,JAK2V617F或JAK2V617F/ASXL1+/-共突变小鼠均出现进行性MPN,而JAK2V617F/ASXL1+/-共突变小鼠在6~8个月时即发生髓细胞白血病,较ASXL1+/-小鼠(16个月)明显提前。因此,ASXL1突变需与其他突变基因发生协同作用,在髓系肿瘤发挥重要作用。
研究表明,ASXL1突变可与JAK2V617F协同作用加速MF。Guo等[10]将JAK2V617F+小鼠与ASXL1+/-小鼠杂交的研究结果显示,JAK2V617F/ASXL1+/-共突变小鼠中MF发生率为26%,显著高于JAK2V617F小鼠的6%,而且发生时间明显提前(分别为2~6个月和6个月);流式细胞检测结果显示,与野生型和JAK2V617F突变小鼠相比,JAK2V617F+/ASXL1+/-共突变小鼠骨髓和脾中的红系祖细胞(Ter119+CD71+)数量显著增加,红细胞分化受损,骨髓中CD41+CD61+巨核细胞祖细胞数量亦显著增加,这提示ASXL1/JAK2V617F共突变可促进骨髓巨核细胞生成,增加骨髓和脾中的红系祖细胞比例,继而加速MF发生。此外,巨核细胞增生导致血小板衍生生长因子(platelet derived growth factor, PDGF),转化生长因子(transforming growth factor, TGF)-β1,表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)和胰岛素生长因子(insulin-like growth factor, IGF)等炎性细胞因子释放增多,进而刺激基质细胞,促进纤维细胞增生并诱导MF[11]。
Byun等[12]对41例JAK2突变阳性MPN患者(PV为17例、ET为16例和PMF为8例)随访39.2个月并进行基因分析的研究结果显示,除JAK2突变外,包括ASXL1突变(n=8)在内的8个基因突变率超过10%。该研究还发现,不同MPN亚型的体细胞突变与JAK2突变的发生顺序有所差异,PV患者ASXL1的平均等位基因突变率(variant allele frequency, VAF)为25.9%,EZH2的VAF为31.5%,JAK2V617F突变后获得ASXL1的VAF为55.6%,而ET和PMF患者JAK2V617F突变前获得ASXL1的VAF为44.1%,明显高于JAK2突变后获得ASXL1的VAF(26.1%)。上述结果表明,ASXL1突变可能改变了JAK2突变所致疾病的临床亚型,推测JAK2突变后获得ASXL1突变将导致PV发生,而JAK2突变之前获得ASXL1突变则导致ET或PMF发生。因此,不同MPN亚型的临床特征可能与JAK2基因、体细胞基因突变等基因的发生顺序有关。
多项研究发现,MPN患者携带ASXL1突变,尤其是与其他基因共突变时,白细胞计数较未突变者更高,贫血更多见,血小板计数则高低不一。ASXL1/CALR共突变ET患者较未突变者具有较高的血小板计数(P=0.027)及较低的血红蛋白值(P=0.047)。Guglielmelli等[13]研究纳入523例MF患者,其中PMF患者为330例(63%),SMF者为193例(37%,包括85例PV后SMF和108例ET后SMF),结果显示,30%患者(157/523)ASXL1突变阳性,其中PMF、SMF患者比例均为30%(100/330和57/193);ASXL1突变阳性患者白细胞计数较未突变者显著增高(11.9×109/L比8.3×109/L,P=0.008 3),血红蛋白值降低(11.2 g/dL比12.7 g/dL,P<0.000 1),血小板计数减少(252×109/L比517×109/L,P<0.000 1),外周血幼稚细胞数量增多(1%比0,P<0.000 1)。Triviai等[14]纳入98例PMF患者,其中38%患者携带ASXL1突变的研究结果显示,与ASXL1野生型/EZH2突变、ASXL1野生型/EZH2野生型患者相比,ASXL1和EZH2共突变患者血红蛋白值显著降低(9.2 g/dL比10.0 g/dL比10.5 g/dL),白细胞计数明显增加(33.14×109/L比25.07×109/L比13.90×109/L)。因此,MPN患者携带ASXL1突变,尤其是具有其他基因共突变时,白细胞及血小板计数均升高,更易发生贫血。Elshoury等[15]研究亦发现,携带ASXL1突变的MPN患者较未突变者具有较低的红细胞压积(P=0.009)和血小板计数(P=0.000 3),但是白细胞计数升高(P=0.04)。
ASXL1是不确定潜能的克隆性造血(clonal hematopoiesis of indeterminate potential, CHIP)突变(DNMT3A、TET2、ASXL1和JAK2突变等)的标志突变基因之一。CHIP突变与MPN患者发生心血管疾病有关,如该突变可增加冠状动脉粥样硬化发生风险,导致冠心病等。Senguttuvan等[16]对2017-2021年发表的CHIP突变与心血管疾病相关文献进行Meta分析,纳入10篇文献(7篇队列研究和3篇病例对照研究)共计35 416例心血管疾病患者,结果显示,CHIP突变与心血管疾病存在显著相关性,心血管疾病患者中最常见的CHIP突变基因是DNMT3A、TET2、ASXL1、TP53、JAK2和SF3B。该研究进一步发现,携带TET2突变的骨髓来源巨噬细胞表达并分泌高水平炎性细胞因子白细胞介素(interleukin, IL)-1β。IL-1β一方面促进内皮细胞P-选择素表达和内皮细胞活化,另一方面以自分泌/旁分泌方式诱导自身表达,进一步刺激巨噬细胞的IL-1β表达,继而促进动脉粥样硬化形成。Segura-Díaz等[17]对68例MPN患者的研究发现,ASXL1基因突变通过甲基化导致促炎症基因转录增加而引发动脉粥样硬化。目前关于ASXL1突变对MPN患者的动脉粥样硬化发生风险的作用机制及确切影响,有待进一步研究结果证实。
Huang等[18]近期提出,端粒-CHIP-动脉粥样硬化(telomere-CHIP-atherosclerosis, TCA)轴与心血管疾病相关的新思路。该研究者认为,随着MPN患者年龄的增长,端粒长度减少,HSC产生克隆性造血,继而通过多个CHIP突变基因(TET2、ASXL1、JAK2和DNMT3A等)信号通路进一步影响巨噬细胞、肥大细胞和T细胞,加重慢性炎症,进一步增加动脉粥样硬化、冠状动脉疾病、主动脉狭窄、心力衰竭以及可能的外周动脉闭塞性疾病的发生风险。
MPN各亚型患者均易发生出血/血栓形成,其发病率和死亡率受到显著影响。目前MPN患者血栓形成的危险因素已被广泛研究,而出血危险因素尚不明确。Segura-Díaz等[17]对68例不同亚型MPN(16例PV、25例ET、16例PMF和11例SMF )患者进行DNMT3A、TET2和ASXL1突变分析并评估其血栓预测意义,结果显示,ASXL1突变与MPN患者年龄呈正相关关系(OR=1.047,P=0.025),与MPN患者发生血栓事件无关(P>0.05),但是不同MPN亚型分析结果显示,PV患者ASXL1突变与血管事件显著相关(P=0.031);伴血栓事件PV患者中ASXL1突变率为85.7%,显著高于无血栓事件患者的33.3%(P=0.028);ET及PMF患者中未发现上述相关性。该研究进一步对55例经年龄匹配的PV患者进行研究发现,ASXL1突变可显著增加血栓事件的发生风险(OR=6.333,P=0.002 4);伴血栓事件PV患者中ASXL1突变率为65.5%,显著高于无血栓事件者的34.5%;单突变基因分析显示,TET2突变与血栓事件相关(OR=3.56,P=0.031),而ASXL1或DNMT3A突变与血栓事件无显著相关性(P=0.185、0.487)。上述结果表明,ASXL1、TET2和DNMT3A突变,特别是TET2突变,可能是PV患者发生血栓形成的独立危险因素,然而其在ET和PMF中的预测价值尚未明确,仍需进一步研究证实。
Elshoury等[15]对174例MPN成年患者进行中位随访时间为43.5个月(0.66~485.72个月)的出血风险的研究结果显示,出血(大出血与轻微出血)的年发生率为4.9%,血栓形成的年发生率为5.4%,其中动脉血栓形成为5.4%,静脉血栓形成为2.9%;单因素分析结果显示,年龄>60岁(HR=2.8,95%CI:1.47~5.34,P=0.001),PMF(HR=2.98,95%CI:1.29~6.9,P=0.01) ,MDS/MPN(HR=4.56, 95%CI:1.91~10.88,P=0.000 4),既往有血栓形成史(HR=3.3, 95%CI:1.27~8.8,P=0.01)、JAK2V617F(HR=0.58,95%CI:0.31~1.08,P=0.08),ASXL1突变(HR=4.13,95%CI:2.13~8.04,P=0.000 1)和TET2突变(HR=3.46,95%CI:1.5~7.9,P=0.003)是MPN患者的出血危险因素;多因素分析结果显示,JAK2V617F(HR=4.8,P=0.03)和ASXL1突变(HR=12.7,P=0.01)与出血风险增加显著相关。该研究进一步对ASXL1突变与MPN中最常见的异常凝血因子,如血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF )和V因子等的相关性研究发现,ASXL1突变与vWF抗原(P=0.07)或V因子(P=0.1)显著降低无显著关系。该结果表明,ASXL1突变与MPN成年患者出血风险显著升高相关,但其引起相关出血的可能机制,尚待进一步研究。
MPN患者的治疗主要包括降细胞治疗和预防血管并发症。降细胞治疗主要为干扰素、羟基脲、芦可替尼、JAK2抑制剂和骨髓移植。有研究发现,具有ASXL1、SRSF2、EZH2和IDH1/2等基因突变高风险的MPN患者对干扰素反应较差,即使接受异基因造血干细胞移植治疗(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)也无法改变其移植后的总体生存(overall survival,OS)率或无复发生存率[19]。Knudsen等[5]通过NGS技术对采用低剂量α干扰素与羟基脲治疗的MPN患者的120个基因进行检测,共计获得标本132份,结果显示,TET2、DNMT3A或ASXL1突变与MPN患者既往发生卒中史显著相关(OR=5.29,95%CI:1.59~17.54,P=0.007),与治疗反应无关(P>0.05)。另一项采用端粒酶抑制剂伊美司他治疗18例经常规治疗无效/不耐受ET患者的Ⅱ期研究结果显示,伊美司他可在所有ET患者中诱导出快速血液学反应,大部分患者(包括携带具有预后不良影响的ASXL1、EZH2和U2AF1等其他突变者)对伊美司他治疗仍然有效[20]。
不同MPN亚型患者的预后评价系统侧重不同,对于PV和ET患者主要关注血栓风险和OS率,而对MF患者则更加关注白血病转化和生存风险。目前,ASXL1突变作为MPN的高危突变之一,其临床应用价值逐渐被人们重视,尽管其未被纳入PV常规预后评分系统中,但ASXL1突变作为预后不良指标已被纳入接受干细胞移植后MF患者的综合临床分子移植评分系统(myelofibrosis transplant scoring system,MTSS)及PMF患者的遗传预后评分系统移植评分系统(genetically-inspired prognostic scoring system,GIPSS)。此外,最新制定的PMF和PV/ET后SMF预后评分系统,亦已纳入ASXL1突变[21]。
Lasho等[22]和McNamara等[7]研究结果表明,在MPN加速期和原始细胞过多时,ASXL1突变在JAK2、CALR、MPL突变三阴患者中多见;发生白血病转化时,PMF患者ASXL1突变率明显增高(66.7%),而PV、ET或SMF患者仅为13.6%,这表明ASXL1突变与MPN患者的白血病转化有关,尤其是PMF。Guo等[10]对95例PV患者进行研究,发现13例患者同时携带ASXL1和JAK2V617F突变,ASXL1突变在PV后发生MF患者中的阳性率为26%(11/42),显著高于无MF者的4%(2/53)(P=0.010 1),并且携带ASXL1突变的PV患者生存期较短、预后较差,这提示ASXL1突变不仅可与JAK2V617F协同加速MF,同时ASXL1/JAK2V617F共突变可以作为PV患者的预后评价指标。Andréasson等[23]对85例PV患者进行基因突变筛查结果显示,携带ASXL1突变患者的5年OS率显著低于非突变患者(43%比74%),并且差异有统计学意义(P=0.002 4),这提示ASXL1突变可显著影响患者生存期。Guglielmelli等[13]对523例MF患者进行ASXL1突变分析结果显示,330例PMF患者中,纤维化前期PMF(prefibrotic PMF,pre-PMF)患者为161例(49%),明显纤维化期PMF患者为169例(51%);193例SMF患者中,PV后SMF患者为85例(44%),ET后MF为108例(56%);对PMF和SMF患者分别进行中位随访时间分别为81和77个月的研究结果显示,157例(30%)患者中发现ASXL1突变;与pre-PMF患者相比,明显纤维化期PMF患者的ASXL1突变率更高(41%比19%,P<0.000 1);PMF组ASXL1突变的VAF显著高于SMF组(42%比26%,P=0.012 9)。
Rotunno等[24]对333例PMF患者(139例pre-PMF和194例明显纤维化期PMF)的ASXL1突变类型进行研究结果显示,检测到ASXL1突变的119例(35.7%)患者中,具有≥2种变异患者为11例(9.2%),移码突变为72例(56.0%),无义突变为49例(38.0%),错义突变为8例(6.0%);ASXL1G646Wfs*12是ASXL1最常见突变类型,占ASXL1突变的27.7%(33/119,4例患者经NGS技术检出,29例经Sanger测序发现),其次是ASXL1E635fs*15(9.2%)和R693*(8.4%);明显纤维化期PMF患者ASXL1突变率和ASXL1G646Wfs*12突变率分别为43.8%和11.8%,显著高于pre-PMF患者的24.4%和7.2%(P=0.02、0.07);150例死亡患者中,ASXL1G646Wfs*12突变、其他ASXL1突变患者比例分别为78.8%和66.3%,显著高于野生型ASXL1的31.3%(P<0.000 1);ASXL1G646Wfs*12患者中位生存期仅为3.2年(2.2~4.2年),显著低于其他ASXL1突变的4.5年(3.7~5.3年)(P=0.03)和野生型的12.4年(9.1~15.7年)(P<0.000 1)。该组PMF患者的白血病转化率为10.5%(35/333),其中ASXL1G646Wfs*12、其他ASXL1突变和野生型基因型患者分别27.3%、14.0%和6.5%,差异有统计学意义(P<0.000 1);ASXL1G646Wfs*12患者的无白血病生存期为6.7年(4.6~8.7年),显著短于其他ASXL1患者(未达到,P=0.03)和野生型患者(未达到,P<0.000 1)。上述结果提示,ASXL1突变可以影响MPN患者的预后,不同ASXL1突变类型均提示患者预后不良,其中携带ASXL1G646Wfs*12者预后更差。
ASXL1是MPN致病驱动基因(JAK2、CALR和MPL)突变以外的常见非驱动体细胞突变基因,其与JAK2、CALR和MPL基因及其他非驱动基因的不同组合,可直接影响PV、ET、MF等不同亚型MPN患者的临床特征、并发症、治疗反应及预后。ASXL1突变是MPN患者预后不良的独立危险因素,其突变类型以ASXL1G646Wfs*12最为多见。随着NGS等技术的不断发展和基因变异研究的逐渐深入,ASXL1突变在MPN,特别是PMF患者中的诊断、风险分层、预后评估及靶向治疗选择等方面的研究有望在未来取得更多进展。
所有作者声明无利益冲突





















