.综述.
骨髓增殖性肿瘤的分子标志研究进展
康志华李佩蕾关明
Bcr/Abl融合基因阴性的cMPDs是由迟发的慢性造血功能障碍引起的一组疾病,其特征是一系或多系造血干细胞或祖细胞克隆性增殖,导致外周血成熟或不成熟血细胞增加。经典的cMPDs主要包括3种不同的疾病:PV、ET和PMF。近年来,多个分子标志,如JAK2(JAK2V617F和JAK2外显子12)、MPL515和TET2突变等相继被发现。这些标志的发现对于理解MPNs的分子发病机制具有重要意义,也有助于对这类疾病的患者进行诊断和治疗。为显示这类疾病的肿瘤本质,WHO在2008年提出用MPNs取代cMPDs来命名这类造血干细胞克隆性恶性肿瘤,并重新修订了这类疾病的诊断标准。WHO已经把JAK2和MPL515突变列入诊断PV、ET和PMF的指标之一【1|。本文针对这些分子生物学标志的发现、作用和临床意义进行阐述,以便深入了解其诊断价值。
一、JAK2突变
作为JAK家族的成员,JAK2基因定位于染色体9p24,其结构与JAK家族的其他成员具有高度的同源性,具有特征性的两个同源激酶域;分别为JAK2激酶域JHl和假激酶域JH2,前者具有激酶活性。而后者具有调节抑制活性【2】。JAK和STAT的多个成员共同构成了多条信号转导途径,如JAK2.
DOI:10.3760/cma.J.issn.1009-9158.2011.01.003
作者单位:200040上海.复旦大学附属华山医院检验医学科(康志华、关明).护理部(李佩蕾)
通信作者:关明.电子信箱:gutmmin#8@126.corn
本文直接使用的缩略语:eMPDs(chronicmyeloproliferative
disorders),慢性骨髓增殖性疾病;PV(叫ycythemiavem).真
性红细胞增多症;呱essential
thrombocythemia)。特发性血小
板增多症;PMF(一marymyelofibrosis).原发性骨髓纤维化;
J^l(2(Januskinase
2).酪氨酸激酶2;MPL(thrombopoietin
receptor)。血小板生成素受体;唧2(tet
oncogene
family
member
2).tet癌基因家族成员2:MPNs(myeloproliferative
neoplasms).骨髓增殖性肿瘤;WHO(WorldHealth
Organization).世界卫生组织:ST^T(signal
transducer
and
activator
of
transcription).信号转导及转录激活因子
万方数据
STAT3和JAK2.STATS等,该通路由配体.受体结合发生激活,活化的JAK通过对酪氨酸残基磷酸化启动激酶的级联反应,并将活化的信号传导给下游细胞因子;同时活化的STAT进入细胞核,与下游基因的启动子结合,促进其表达【3】。JAK2正是通过这一信号途径,参与造血细胞的增殖、分化和凋亡以及免疫调节等多种反应。
1.JAK2V617F突变:2005年JAK2V617F突
变被围外几个研究小组相继报道【2引,他们对PV、ET和PMF患者的研究发现,该基因在其14号外显子的第1894个碱基发生G呻T的点突变,导致JAK2JH2第617号密码子编码的缬氨酸被苯丙氨酸代替,该突变命名为JAK2V617F。由于突变发生在被认为具有调节抑制JHl激酶活性的JH2假激酶域,使得JAK2的激酶活性升高,并对细胞凶子信号呈高反应性,因此可使JAK.STAT信号转导通路在缺
乏或仅存在微量外源性细胞因子的情况下激浯2舯】。
目前,国内外文献对JAK2V617F在这3种MPNs的阳性率报道不一,PV患者的阳性率为65.0%~97.4%,而ET和PMF患者的阳性率为30%一75%,这可能与各研究小组所应用的MPNs诊断标准、DNA样本的来源以及所采用检测方法的灵敏度有关【2-4.6-11】。但也有研究表明,在健康人群中,也可检测到极低水平的V617F突变存在【l引。在其他髓系疾病,如慢性中性粒细胞白血病、急性髓系白血病、非典型MPNs、骨髓异常增生综合征、慢性髓单核细胞白血病和嗜酸粒细胞综合征中,也可检测到极低的突变率【13。引。此外,还有学者在34%一
60%的Budd.Chiari患者和肝外门静脉梗阻患者中
检测到V617F突变【19驯。而在淋巴系统疾病、实体
肿瘤和继发性骨髓增殖性疾病中,并未检测到V617F突变【6,16,21】。这些文献表明,V617F突变在诊断MPNs中具有很高的特异性。因此,在2008年WHO将V617F作为PV、ET和PMF的主要诊断标准之一【I】。
JAl(2V617F存在杂合型和纯合型两种类型突
变,且9号染色体杂合性缺失(9pLOH)比例与纯合
主堡焦堕匿堂盘查垫!!生!旦笙丝鲞筮!塑£匦坠』!坐丛塑:地!!垡垫!!!!些兰:盟垒!
型突变发生率大致相等。因此,研究者推测1条等位基因发生突变后,在有丝分裂过程中发生同源染色体重组,导致了纯合型V617F突变的发生¨J。在对携带纯合突变的PV患者和杂合突变的PV患者比较时发现,V617F纯合突变患者的血红蛋白水平较杂合突变患者显著升高,更易发生全身瘙痒及骨髓纤维化,而血栓的发生率没有明显差异【22|。另外一份调查显示,纯合型突变患者的发病年龄通常较大,白细胞和红细胞比容升高以及易发生继发性骨髓纤维化旧J。国内刘红星等旧1报道,Pv患者有40%携带纯合突变,且显著高于ET患者(有10%ET患者携带纯合突变)。这些结果表明,确定V617F杂合突变与纯合突变之间的差异对于揭示MPNs的发病机制具有重要意义,同时也提示JAK2突变并不是MPNs发病的惟一原因。
JAK2V617F突变的发现对揭示MPNs的分子
发病机制,以及对该类患者的诊断和治疗具有重要意义。人V617F转基因小鼠动物模型体内出现红系、巨核系和粒系细胞增生,最终引起小鼠的MPNs旧]。Tiedt等[圳认为,V617F转基因小鼠的表型与V617F和野生型JAK2的比例相关,不同的JAK2突变体含量会导致不同的表型。此外,他们还发现一些小鼠的血细胞计数与转基冈的表达并不呈现相关性,这提示可能有其他因素(如体细胞突变)改变了小鼠疾病的表型。
虽然大量事实证明了JAl(2V617F突变在MPNs发病中所起的重要作用,但人们依然不了解V617F突变对于JAK2JH2的结构和功能带来何种改变;V617F突变基因是如何影响细胞的信号转导和疾病的表型以及该突变在临床症状显著不同的上述3种疾病中到底起了什么作用?对于这些问题的解决,仍需要进一步的研究。
2.JAK2外显子12突变:JAl(2外显子12突变由Scott等旧1于2007年在对JAK2V617F阴性的PV和PMF患者研究中所报道,这些患者通常具有红细胞增多、低血清促红细胞生成素水平以及特征性的骨髓组织学改变。后续研究也证实了这一突变的存在,并发现JAK2外显子12突变对于PV具有相对特异性,事实上几乎在所有JAK2V617F阴性的PV患者中均可检测到该突变的存在旧枷]。与V617F突变不同的是,外显子12突变会导致不依赖配体的JAK2信号转导活性的增强,导致JAK2、ERKi和ERK2磷酸化水平的升高,与红细胞计数升高具有显著的相关性旧J。
万方数据
Pietra等∽21对147例JAK2V617F突变阴性患者的外周血粒细胞和T淋巴细胞进行JAK2外显子12突变检测发现,17例患者外周血粒细胞中检测到该突变,但T淋巴细胞中却未检测出;在检测到的8种不同突变中,N542.E543del和E543一D544del是频率最高的2种突变;与PV患者中V617F纯合型突变的高发生率不同的是,外显子12通常只具有杂合性突变;外显子12突变患者仅表现为红细胞增多
而白细胞和血小板计数基本正常,这与V617F突变
患者出现白细胞和血小板升高的ll台i床表现并不相同。携带外显子12突变的PV患者平均发病年龄低于V617F突变,此外前者在女性患者的检出率(7%)要高于男性(1.9%),而后者不存在显著性别差异【33粕】。这些研究表明,JAIL7.外显子12突变可能与PV的特定亚型有关,对该突变进行检测有助于对JAK2V617F突变阴性的PV患者和部分原发性红细胞增多症患者进行诊断。
3.JAK246/1单倍体型与JAK2突变:在欧洲血
统犹太人中发现家族性PV表明MPNs可能存在遗传易感凶素。一项对来自72个家庭的MPNs患者进行的JAK2V617F突变检查显示,可在这些患者的肿瘤细胞中检测到该突变的存在,而在胚系基因中未检测到突变,因此作者认为无论在散发性还是在家族性MPNs患者中,V617F突变是一个体细胞突变,JAK2突变并不是MPNs发病的先决条件,而是在MPNs的发病过程作为一个晚期事件出现¨5J。Landgren等㈧3对11039例MPNs患者的24577名直系亲属的MPNs的患病风险研究表明,他们患MPNs的风险较正常对照组提高了5~7倍,并发现这些亲属患慢性粒细胞白血病的风险也提高了近2倍,因此他们认为MPNs的发病存在着重要的遗传易感性。
近来对MPNs患者全基因组单核苷酸多态性倍体型,定名为46/1单倍体或GGCC,与JAK2V617F突变阳性的MPNs的发生具有密切相关性。V617F纯合型突变的发生并不是随机出现的,而是
当该突变发生在46/1单倍体上时,更易发生同源染色体的重组,而使得单亲二倍体形成,最终导致纯合
型V617F突变的发生。46/1单倍体在V617F突变阳性的MPNs样本中出现的频率(80%)要远高于V617F阴性样本。
Olcaydu等Ⅲ]对46/1单倍体与JAK2外显子12突变进行了相关性研究,并指出46/I单倍体发
(SNP)的3项研究显示【37抛】.一个特定的JAK2单
生的体细胞突变不仅限于V617F,同样有低频率的外显子12突变发生,因此作者推断JAK2的46/1单倍体型易发生DNA修复功能缺陷或复制子失真,从而导致体细胞JAK2V617F和外显子12突变的发生。
1份对PMF和ET患者的研究表明,携带JAK246/1单倍体的患者,不论其是否存在JAl(2
V617F
突变,其患PMF和ET的风险同样增加【41j。在PMF患者中,研究者发现携带46/I单倍体的患者,其生存期明显缩短,但是这些患者的年龄、性别分布以及血液学检查结果并不相似,对此他们推断PMF并非是一种单独的疾病,而是一组具有相似血象和骨髓象改变的疾病组合。在ET患者中,作者发现46/1单倍体出现的频率明显高于正常对照组㈠2I。
尽管上述研究揭示了JAK2单倍体是发生骨髓增殖性肿瘤的一个重要的遗传因素,但目前尚不清楚其与疾病发生的相互关系,明确的机制有待后续的研究阐明。
二、MPL突变
MPL跨膜区域的体细胞突变首先由Pikman
掣431在JAI(2V617F突变阴性的PMF患者中发现。
他们认为即使在JAK2V617F突变阴性的MPNs患者中,仍可能存在其他机制使得JAK—STAT信号转导通路发生持续性激活,正是基于这种假设,他们对V617F突变阴性患者MPL基因进行的检测显示,有9%的PMF患者MPL基因外显子10的第515位密码子色氨酸TGG发生替代性突变为亮氨酸rrI’G,即
MPL
W515L。随后Pardanani等㈨1对MPLW515突
变展开了进一步的研究,他们对1182例MPNs和其他的骨髓疾病患者进行MPL基因检测,并得出一系列结论:MPL不仅存在W515L突变。而且存在W515K突变(MPL外显子10的第515位色氨酸密码子TGG突变为赖氨酸密码子AAG);约5%的PMF患者和1%的ET患者可检测到MPLW515突变,但这一突变并未在PV患者和其他骨髓疾病患者中检测到;MPLW515L小鼠模型表现出显著的血小板增多,专家认为MPLW515突变会造成巨核细胞系的增生,而与红细胞系无关。
有文献报道MPL可在8.5%的JAK2V617F突变阴性的ET患者和约15%的JAK2V617F突变阴
性的PMF患者中检测到【4Ⅲ】。Beer等【拍】还发现,
相对于携带JAl(2V617F的突变患者.MPL突变患者在诊断时通常表现出低血红蛋白水平和高血小板计数,而且这类患者的血清促红细胞生成素水平升
万方数据
高,巨核细胞系增生,但红细胞系并未发生增生。这些患者通常发病年龄较JAK2V617F突变患者大,且骨髓细胞结构减少。目前,还没有研究报道在PV患者中检测到MPL突变。
这些研究表明,MPL突变检测对于JAK2
V617F
突变阴性的ET和PMF的诊断和治疗是十分必要的,MPL515突变检测也已经列人了WHO制定的ET和PMF的指标之一¨J。
三、TET2突变
TE他基因定位于染色体4q24,基因全长
150000
bp,包含11个外显子,在各组织中广泛表
达。Delhommeau等训在骨髓异常增生综合征(MDS)。
MPNs和急性髓系白血病(AML)等骨髓肿瘤性疾病中检测到TET2发生缺失或突变。他们研究显示:
12%的MPNs患者中可以检测到TE他突变或缺失;
通过对5例同时携带TET2和JAK2V617F突变的MPNs患者232个细胞克隆进行检测发现。TET2和JAK2突变均可在淋巴和髓系细胞克隆中检测到;在不含TET2突变的细胞克隆中,未检测到JAK2突变的存在。因此,他们认为TET2出现于造血细胞的未成熟前体细胞中;在疾病的进展过程中,TET2先于JAK2突变的发生;TET2突变与造血细胞在造血分化早期阶段的增殖有关。他们猜测野生型的TET2可能参与正常造血过程中的细胞生长、分化和存活。
Tefferi等[鸽3对239例MPNs患者进行TET2突变检测,在约13%的患者中检测到该突变的存在,这与Delhommeau等之前所报道的数据接近,但在
JAK2V617F突变阳性患者中,有17%的患者检测
到该突变,远高于JAl(2V617F突变阴性患者的7%;在这3种不同类型的MPNs疾病(PV、ET和PMF)TET2突变的发生率并无显著差异;相较于
JAK2V617F突变,单纯TET2突变并不能影响PV
或PMF患者的白细胞和血小板计数,血红蛋白的水平也未升高;但由于rrET2可在多种骨髓疾病中检测到,因此它对于诊断MPNs的特异性相对较低。1份对来自42个不同家系的6l例MPNs患者调查
显示,1’E他突变并不会发生遗传,而仅由体细胞突
变获得㈣J
o
虽然1’E他对于诊断MPNs的特异性相对于JAK2和MPL突变较低,但仍可作为MPNs诊断和治疗过程中一个潜在的分子指标。现在尚不清楚
TE他的具体作用,有学者猜测它在细胞转化中起到
重要作用.因为之前并未在人类肿瘤细胞中发现该
・8・
主堡丝堕匿堂盘查!Q!!生!旦笙丝鲞笙!塑垦堕望』!坐丛旦:』婴!!盟垫!!:y吐丝:塑垒!
突变的存在。
四、展望
2005年,国外研究小组在对PV、ET和PMF患者研究中陆续发现了JAK2V617F突变,该基因突变的发现改变了MPNs的分类和诊断,其后人们在探索JAK2突变阴性的MPNs患者的发病机制中相继发现MPL和TET2突变,这些发现从分子的角度解释了MPNs的发病机制,并显示了疾病的特异性
分子标志物在疾病的诊断和治疗中具有重要的作
用。2008年WHO重新修订了PV、ET和PMF的诊断标准,并将JAK2V617F以及相关突变作为诊断上述疾病的主要诊断标准之一,这使得对MPNs的诊断变得更加迅速和准确。更令人感兴趣的是,
JAK2、MPL和TE亿突变的发现,使得研发以这些基
因突变作为作用靶点的靶向治疗药物成为可能。因此,建立适合临床应用的检测方法,对于早期明确各参考文献
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is
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V617F
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uncommon
in
chronicmyelomonoeyticleukaemia.BrJ
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mutatimm
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12
in
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【12L【32]Pietra
【13
史堡焦堕匿堂壁查垫!!生!旦筮丝鲞簦!塑垦丛!』!业丛鲤:』!!!!盟2Q!!:!!!:丝:塑垒!
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exon
・9・
of
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AJ,Gottgens
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HPl
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essential
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u
phosphorylates
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T。et
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24.577
first—degree
relativesof1l。039
in
patients
with
[45]Vannucchi
mutationin
AM,
Antonioliclinical
E,Guglielmelli
of
MPL
5l
P,
eta1.
myeloproliferativeneoplasms
Sweden.Blood,2008,l12:2199-Characteristicsandcorrelates5W>L/K
essentialthromtx”ythemia。Blood.2008。112:844.
【37]JonesAV.ChaseA,SilverRT。eta1.JAI(2haplotypeis
riskNat
factor
a
major
847.
forthedevelopmentofmyeloproliferativeneoplasms.[46]BeerPA,CampbellPJ.Seott
2008.112:141.149.
LM,eta1.MPL
PT.1
mutations
in
Genet.2009,4l:4.46掣9.
S,SchramAM,eta1.AgennlineJA92.
to
myelopmliferativedisordera:analysisofthe
cohort.Blood.
【38]KilpivaaraO。Mukherjee
SNP
is
associatedwithpredisposition
myeloproliferative
thedevelopmentofJAK2neoplasms.Nat
(V617F)一positive
2009.41:455-459.
Genet,
JAK2
【47]DelhommeauF,DupontS,DellaValleV,eta1.Mutationin
TE他inmyeloidcancers.NEnglJMed.2009.360:2289-2301.[48]Te雎riA.Pardanani
A.LimKH。et
a1.TET2mutations
andtheir
【39]OlcayduD,HarutyunyanA.Jager
haplotypeconferssusceptibility
Nat
to
R,el
a1.AcommonclinicalCOrrelaresand
in
polyeythemia
vera。essentialthromtxmythemia
myelopmliferative
neoplasms.
Genet,2009.4l:450-454.
RC,LooflerR.et
to
myelofibrosis.Leukemia.20D9,23:905-911.
[49]sajnl-MartinC.LemyG,DelhommeauF,eta1.Analysisofthe
ten-eleven
translocation
2
[40]OleayduD,Skoda
of
a1.ne‘GCA2C’haplotype
exon
(TErl2)
gene
infamilial
JAK2conferssusceptibility
JAK2l2
mutation—positive
myelopmliferativeneoplasms.Blood,2009,I14:1628—1632.
polycythemiaveus.Leukemia.2009.23:1924一1926.
(收稿日期:2010-06.12)
genetic
[4lJTe艉riA。LashoTL,Patnaik
variation
MM.et
a1.JAK2germline
io
primary
affectsdiseasesusceptibility
V617
myelofibnosis
theJAK2
(本文编辑:李建陵)
regardlessofFmutationalstatus:nullizygosityof
.读者.作者.编者
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本刊编辑部
万方数据
骨髓增殖性肿瘤的分子标志研究进展
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
康志华, 李佩蕾, 关明, KANG Zhi-hua, LI Pei-lei, GUAN Ming
康志华,关明,KANG Zhi-hua,GUAN Ming(复旦大学附属华山医院检验医学科,上海,200040), 李佩蕾,LI Pei-lei(复旦大学附属华山医院护理部,上海,200040)中华检验医学杂志
CHINESE JOURNAL OF LABORATORY MEDICINE2011,34(1)
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zhyxjy201101003.aspx
.综述.
骨髓增殖性肿瘤的分子标志研究进展
康志华李佩蕾关明
Bcr/Abl融合基因阴性的cMPDs是由迟发的慢性造血功能障碍引起的一组疾病,其特征是一系或多系造血干细胞或祖细胞克隆性增殖,导致外周血成熟或不成熟血细胞增加。经典的cMPDs主要包括3种不同的疾病:PV、ET和PMF。近年来,多个分子标志,如JAK2(JAK2V617F和JAK2外显子12)、MPL515和TET2突变等相继被发现。这些标志的发现对于理解MPNs的分子发病机制具有重要意义,也有助于对这类疾病的患者进行诊断和治疗。为显示这类疾病的肿瘤本质,WHO在2008年提出用MPNs取代cMPDs来命名这类造血干细胞克隆性恶性肿瘤,并重新修订了这类疾病的诊断标准。WHO已经把JAK2和MPL515突变列入诊断PV、ET和PMF的指标之一【1|。本文针对这些分子生物学标志的发现、作用和临床意义进行阐述,以便深入了解其诊断价值。
一、JAK2突变
作为JAK家族的成员,JAK2基因定位于染色体9p24,其结构与JAK家族的其他成员具有高度的同源性,具有特征性的两个同源激酶域;分别为JAK2激酶域JHl和假激酶域JH2,前者具有激酶活性。而后者具有调节抑制活性【2】。JAK和STAT的多个成员共同构成了多条信号转导途径,如JAK2.
DOI:10.3760/cma.J.issn.1009-9158.2011.01.003
作者单位:200040上海.复旦大学附属华山医院检验医学科(康志华、关明).护理部(李佩蕾)
通信作者:关明.电子信箱:gutmmin#8@126.corn
本文直接使用的缩略语:eMPDs(chronicmyeloproliferative
disorders),慢性骨髓增殖性疾病;PV(叫ycythemiavem).真
性红细胞增多症;呱essential
thrombocythemia)。特发性血小
板增多症;PMF(一marymyelofibrosis).原发性骨髓纤维化;
J^l(2(Januskinase
2).酪氨酸激酶2;MPL(thrombopoietin
receptor)。血小板生成素受体;唧2(tet
oncogene
family
member
2).tet癌基因家族成员2:MPNs(myeloproliferative
neoplasms).骨髓增殖性肿瘤;WHO(WorldHealth
Organization).世界卫生组织:ST^T(signal
transducer
and
activator
of
transcription).信号转导及转录激活因子
万方数据
STAT3和JAK2.STATS等,该通路由配体.受体结合发生激活,活化的JAK通过对酪氨酸残基磷酸化启动激酶的级联反应,并将活化的信号传导给下游细胞因子;同时活化的STAT进入细胞核,与下游基因的启动子结合,促进其表达【3】。JAK2正是通过这一信号途径,参与造血细胞的增殖、分化和凋亡以及免疫调节等多种反应。
1.JAK2V617F突变:2005年JAK2V617F突
变被围外几个研究小组相继报道【2引,他们对PV、ET和PMF患者的研究发现,该基因在其14号外显子的第1894个碱基发生G呻T的点突变,导致JAK2JH2第617号密码子编码的缬氨酸被苯丙氨酸代替,该突变命名为JAK2V617F。由于突变发生在被认为具有调节抑制JHl激酶活性的JH2假激酶域,使得JAK2的激酶活性升高,并对细胞凶子信号呈高反应性,因此可使JAK.STAT信号转导通路在缺
乏或仅存在微量外源性细胞因子的情况下激浯2舯】。
目前,国内外文献对JAK2V617F在这3种MPNs的阳性率报道不一,PV患者的阳性率为65.0%~97.4%,而ET和PMF患者的阳性率为30%一75%,这可能与各研究小组所应用的MPNs诊断标准、DNA样本的来源以及所采用检测方法的灵敏度有关【2-4.6-11】。但也有研究表明,在健康人群中,也可检测到极低水平的V617F突变存在【l引。在其他髓系疾病,如慢性中性粒细胞白血病、急性髓系白血病、非典型MPNs、骨髓异常增生综合征、慢性髓单核细胞白血病和嗜酸粒细胞综合征中,也可检测到极低的突变率【13。引。此外,还有学者在34%一
60%的Budd.Chiari患者和肝外门静脉梗阻患者中
检测到V617F突变【19驯。而在淋巴系统疾病、实体
肿瘤和继发性骨髓增殖性疾病中,并未检测到V617F突变【6,16,21】。这些文献表明,V617F突变在诊断MPNs中具有很高的特异性。因此,在2008年WHO将V617F作为PV、ET和PMF的主要诊断标准之一【I】。
JAl(2V617F存在杂合型和纯合型两种类型突
变,且9号染色体杂合性缺失(9pLOH)比例与纯合
主堡焦堕匿堂盘查垫!!生!旦笙丝鲞筮!塑£匦坠』!坐丛塑:地!!垡垫!!!!些兰:盟垒!
型突变发生率大致相等。因此,研究者推测1条等位基因发生突变后,在有丝分裂过程中发生同源染色体重组,导致了纯合型V617F突变的发生¨J。在对携带纯合突变的PV患者和杂合突变的PV患者比较时发现,V617F纯合突变患者的血红蛋白水平较杂合突变患者显著升高,更易发生全身瘙痒及骨髓纤维化,而血栓的发生率没有明显差异【22|。另外一份调查显示,纯合型突变患者的发病年龄通常较大,白细胞和红细胞比容升高以及易发生继发性骨髓纤维化旧J。国内刘红星等旧1报道,Pv患者有40%携带纯合突变,且显著高于ET患者(有10%ET患者携带纯合突变)。这些结果表明,确定V617F杂合突变与纯合突变之间的差异对于揭示MPNs的发病机制具有重要意义,同时也提示JAK2突变并不是MPNs发病的惟一原因。
JAK2V617F突变的发现对揭示MPNs的分子
发病机制,以及对该类患者的诊断和治疗具有重要意义。人V617F转基因小鼠动物模型体内出现红系、巨核系和粒系细胞增生,最终引起小鼠的MPNs旧]。Tiedt等[圳认为,V617F转基因小鼠的表型与V617F和野生型JAK2的比例相关,不同的JAK2突变体含量会导致不同的表型。此外,他们还发现一些小鼠的血细胞计数与转基冈的表达并不呈现相关性,这提示可能有其他因素(如体细胞突变)改变了小鼠疾病的表型。
虽然大量事实证明了JAl(2V617F突变在MPNs发病中所起的重要作用,但人们依然不了解V617F突变对于JAK2JH2的结构和功能带来何种改变;V617F突变基因是如何影响细胞的信号转导和疾病的表型以及该突变在临床症状显著不同的上述3种疾病中到底起了什么作用?对于这些问题的解决,仍需要进一步的研究。
2.JAK2外显子12突变:JAl(2外显子12突变由Scott等旧1于2007年在对JAK2V617F阴性的PV和PMF患者研究中所报道,这些患者通常具有红细胞增多、低血清促红细胞生成素水平以及特征性的骨髓组织学改变。后续研究也证实了这一突变的存在,并发现JAK2外显子12突变对于PV具有相对特异性,事实上几乎在所有JAK2V617F阴性的PV患者中均可检测到该突变的存在旧枷]。与V617F突变不同的是,外显子12突变会导致不依赖配体的JAK2信号转导活性的增强,导致JAK2、ERKi和ERK2磷酸化水平的升高,与红细胞计数升高具有显著的相关性旧J。
万方数据
Pietra等∽21对147例JAK2V617F突变阴性患者的外周血粒细胞和T淋巴细胞进行JAK2外显子12突变检测发现,17例患者外周血粒细胞中检测到该突变,但T淋巴细胞中却未检测出;在检测到的8种不同突变中,N542.E543del和E543一D544del是频率最高的2种突变;与PV患者中V617F纯合型突变的高发生率不同的是,外显子12通常只具有杂合性突变;外显子12突变患者仅表现为红细胞增多
而白细胞和血小板计数基本正常,这与V617F突变
患者出现白细胞和血小板升高的ll台i床表现并不相同。携带外显子12突变的PV患者平均发病年龄低于V617F突变,此外前者在女性患者的检出率(7%)要高于男性(1.9%),而后者不存在显著性别差异【33粕】。这些研究表明,JAIL7.外显子12突变可能与PV的特定亚型有关,对该突变进行检测有助于对JAK2V617F突变阴性的PV患者和部分原发性红细胞增多症患者进行诊断。
3.JAK246/1单倍体型与JAK2突变:在欧洲血
统犹太人中发现家族性PV表明MPNs可能存在遗传易感凶素。一项对来自72个家庭的MPNs患者进行的JAK2V617F突变检查显示,可在这些患者的肿瘤细胞中检测到该突变的存在,而在胚系基因中未检测到突变,因此作者认为无论在散发性还是在家族性MPNs患者中,V617F突变是一个体细胞突变,JAK2突变并不是MPNs发病的先决条件,而是在MPNs的发病过程作为一个晚期事件出现¨5J。Landgren等㈧3对11039例MPNs患者的24577名直系亲属的MPNs的患病风险研究表明,他们患MPNs的风险较正常对照组提高了5~7倍,并发现这些亲属患慢性粒细胞白血病的风险也提高了近2倍,因此他们认为MPNs的发病存在着重要的遗传易感性。
近来对MPNs患者全基因组单核苷酸多态性倍体型,定名为46/1单倍体或GGCC,与JAK2V617F突变阳性的MPNs的发生具有密切相关性。V617F纯合型突变的发生并不是随机出现的,而是
当该突变发生在46/1单倍体上时,更易发生同源染色体的重组,而使得单亲二倍体形成,最终导致纯合
型V617F突变的发生。46/1单倍体在V617F突变阳性的MPNs样本中出现的频率(80%)要远高于V617F阴性样本。
Olcaydu等Ⅲ]对46/1单倍体与JAK2外显子12突变进行了相关性研究,并指出46/I单倍体发
(SNP)的3项研究显示【37抛】.一个特定的JAK2单
生的体细胞突变不仅限于V617F,同样有低频率的外显子12突变发生,因此作者推断JAK2的46/1单倍体型易发生DNA修复功能缺陷或复制子失真,从而导致体细胞JAK2V617F和外显子12突变的发生。
1份对PMF和ET患者的研究表明,携带JAK246/1单倍体的患者,不论其是否存在JAl(2
V617F
突变,其患PMF和ET的风险同样增加【41j。在PMF患者中,研究者发现携带46/I单倍体的患者,其生存期明显缩短,但是这些患者的年龄、性别分布以及血液学检查结果并不相似,对此他们推断PMF并非是一种单独的疾病,而是一组具有相似血象和骨髓象改变的疾病组合。在ET患者中,作者发现46/1单倍体出现的频率明显高于正常对照组㈠2I。
尽管上述研究揭示了JAK2单倍体是发生骨髓增殖性肿瘤的一个重要的遗传因素,但目前尚不清楚其与疾病发生的相互关系,明确的机制有待后续的研究阐明。
二、MPL突变
MPL跨膜区域的体细胞突变首先由Pikman
掣431在JAI(2V617F突变阴性的PMF患者中发现。
他们认为即使在JAK2V617F突变阴性的MPNs患者中,仍可能存在其他机制使得JAK—STAT信号转导通路发生持续性激活,正是基于这种假设,他们对V617F突变阴性患者MPL基因进行的检测显示,有9%的PMF患者MPL基因外显子10的第515位密码子色氨酸TGG发生替代性突变为亮氨酸rrI’G,即
MPL
W515L。随后Pardanani等㈨1对MPLW515突
变展开了进一步的研究,他们对1182例MPNs和其他的骨髓疾病患者进行MPL基因检测,并得出一系列结论:MPL不仅存在W515L突变。而且存在W515K突变(MPL外显子10的第515位色氨酸密码子TGG突变为赖氨酸密码子AAG);约5%的PMF患者和1%的ET患者可检测到MPLW515突变,但这一突变并未在PV患者和其他骨髓疾病患者中检测到;MPLW515L小鼠模型表现出显著的血小板增多,专家认为MPLW515突变会造成巨核细胞系的增生,而与红细胞系无关。
有文献报道MPL可在8.5%的JAK2V617F突变阴性的ET患者和约15%的JAK2V617F突变阴
性的PMF患者中检测到【4Ⅲ】。Beer等【拍】还发现,
相对于携带JAl(2V617F的突变患者.MPL突变患者在诊断时通常表现出低血红蛋白水平和高血小板计数,而且这类患者的血清促红细胞生成素水平升
万方数据
高,巨核细胞系增生,但红细胞系并未发生增生。这些患者通常发病年龄较JAK2V617F突变患者大,且骨髓细胞结构减少。目前,还没有研究报道在PV患者中检测到MPL突变。
这些研究表明,MPL突变检测对于JAK2
V617F
突变阴性的ET和PMF的诊断和治疗是十分必要的,MPL515突变检测也已经列人了WHO制定的ET和PMF的指标之一¨J。
三、TET2突变
TE他基因定位于染色体4q24,基因全长
150000
bp,包含11个外显子,在各组织中广泛表
达。Delhommeau等训在骨髓异常增生综合征(MDS)。
MPNs和急性髓系白血病(AML)等骨髓肿瘤性疾病中检测到TET2发生缺失或突变。他们研究显示:
12%的MPNs患者中可以检测到TE他突变或缺失;
通过对5例同时携带TET2和JAK2V617F突变的MPNs患者232个细胞克隆进行检测发现。TET2和JAK2突变均可在淋巴和髓系细胞克隆中检测到;在不含TET2突变的细胞克隆中,未检测到JAK2突变的存在。因此,他们认为TET2出现于造血细胞的未成熟前体细胞中;在疾病的进展过程中,TET2先于JAK2突变的发生;TET2突变与造血细胞在造血分化早期阶段的增殖有关。他们猜测野生型的TET2可能参与正常造血过程中的细胞生长、分化和存活。
Tefferi等[鸽3对239例MPNs患者进行TET2突变检测,在约13%的患者中检测到该突变的存在,这与Delhommeau等之前所报道的数据接近,但在
JAK2V617F突变阳性患者中,有17%的患者检测
到该突变,远高于JAl(2V617F突变阴性患者的7%;在这3种不同类型的MPNs疾病(PV、ET和PMF)TET2突变的发生率并无显著差异;相较于
JAK2V617F突变,单纯TET2突变并不能影响PV
或PMF患者的白细胞和血小板计数,血红蛋白的水平也未升高;但由于rrET2可在多种骨髓疾病中检测到,因此它对于诊断MPNs的特异性相对较低。1份对来自42个不同家系的6l例MPNs患者调查
显示,1’E他突变并不会发生遗传,而仅由体细胞突
变获得㈣J
o
虽然1’E他对于诊断MPNs的特异性相对于JAK2和MPL突变较低,但仍可作为MPNs诊断和治疗过程中一个潜在的分子指标。现在尚不清楚
TE他的具体作用,有学者猜测它在细胞转化中起到
重要作用.因为之前并未在人类肿瘤细胞中发现该
・8・
主堡丝堕匿堂盘查!Q!!生!旦笙丝鲞笙!塑垦堕望』!坐丛旦:』婴!!盟垫!!:y吐丝:塑垒!
突变的存在。
四、展望
2005年,国外研究小组在对PV、ET和PMF患者研究中陆续发现了JAK2V617F突变,该基因突变的发现改变了MPNs的分类和诊断,其后人们在探索JAK2突变阴性的MPNs患者的发病机制中相继发现MPL和TET2突变,这些发现从分子的角度解释了MPNs的发病机制,并显示了疾病的特异性
分子标志物在疾病的诊断和治疗中具有重要的作
用。2008年WHO重新修订了PV、ET和PMF的诊断标准,并将JAK2V617F以及相关突变作为诊断上述疾病的主要诊断标准之一,这使得对MPNs的诊断变得更加迅速和准确。更令人感兴趣的是,
JAK2、MPL和TE亿突变的发现,使得研发以这些基
因突变作为作用靶点的靶向治疗药物成为可能。因此,建立适合临床应用的检测方法,对于早期明确各参考文献
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and
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mutation
is
detectableat
very
low
levelin
peripheral
bloodd
healthydonors.Leukemia,2006,20:1622.
JSteenslnaDP,DewaldGW,LasIlOTL。et丑1.11№JAK2V617F万方数据
activating
tyrosinekinase
mutationisan
infrequentevent
inboth
“atypical”myeloproliferative
disordersand
myelodysplastic
syndromes.Blood,2005.106:1207.1209.
[14]LevineRL,LeriaulM,HunflyBJP,eta1.卟eJAK2V617F
activatingmutation
occursinchronic
myelomonocyticleukemiaand
acute
myeloidleukemia.but
not
in
acute
lymphoblasticleukemia
OF
chroniclymphocyticleukemia.Blood,2005,106:3377-3379.
[15]Tonoc。xuG,Tbb
T,eta1.
JA92Val617Phe
activating
tyrosinekinase
mutation
in
iuveniic
myelomonocyticleukemia.
Leukemia.2005.19:1843.1844.
【16]ScottLM。CampbellPJ。BaxterF_J,eta1.TheV617FJAK2
mutationisuncommonincancemandinmyeloidmalignancies
other
than
theclassic
myelopmliferadvedisorders.Blood。2005,
106:2920.2921.
【17JSulongS,CaseM,Minto
L,et
a1.TheV617Fmutation
in
Jak2
is
not
foundin
childhoodacutelymphoblnsticleukaemia.BrJ
Haematol,2005.130:964—965.
[18]JohanMF。GoodeveAC,Bowenlyr,eta1.JAK2
V617F
Mutationis
Haemat01.嬲.130:968.
uncommon
in
chronicmyelomonoeyticleukaemia.BrJ
【19】Patel
RK,Lea
NC,Henegh∞MA,eta1.Prevalenceof
the
activatingJAK2
tyrosine
kinase
mutationV617F
in
theBudd.
Chiarisyndrome.Gastroenterology.2006.130:2031.2038.
[20]KiladjianJJ,CervantesF,LeebeekFW。eta1..11leimpactof
JAl(2andMPLmutationsondiagnosisandprognosisofsplanchnic
vein
thrombosis:areport
on
24lcs.ses.Blood,2008,lll:4922.
4929.
[21]WuD,DurraB.LindemanN.ela1.NoevidencefortheJAl(2
(V617F)orJAK2
exon
12
mutationsinp6marymediastinallacge
B—cell
lymphoma.DiagnMol
Pathol。2009,18:144—149.
A,LashoTL,SchwagerSM.eta1.111eclinicalphenotype
ofwild—type,heterozygousandhomozygousJAK2V617FiIl
polycythemiavera.Cancer.2006.106:631.635.
AM,AntonioliE,Gugliemelli
P.et
a1.Clinical
profileofhomozygousJAK2617V>F
mutation
in
patients
with
polyeythemiavera
or
essentialthrombocythemia.Blood,2007,
110:840.846.
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R.ShenHH,SobnsMA.et
a1.Ratioof
mutant
JAK2.
V617F
to
wild—type
Juk2determinesthe
MPD
phenotypes
in
tran昱genic
mice.Blood。2008.1ll:393I-3940.
LM.TongW,LevineRL,eta1.JAK2
exon
12mutationsin
polycythemia
vera
andidiopathic
eryth№ytosis.N
EngIJMed,
2007.356:459-468.
A.Lasho
TL,Finke
C,el
a1.Prevalence
and
clinicopathologiccorrelatesof
JAK2
exon
12
mutations
in
JAK2V617F・negative
polycythemia
vera.Leukemia.2007,21:
1960一1963.
B.HuberA,Bargetzi
M,ela1.JAK2
exon12
mutation
in
JAK2V617F.negative
polycythemiavem.Leukemia
Lymphoma,2008,49:586-588.
L.Besses
C.Alvarez—larr6nA.ela1.JAK2
exan
12
mutationsin
polycythemiaveraoridiopathicerytll朋cytoBi8.
Haematolo#ca.20D7.92:1717.1718.
3lJUS.KralovicsR,DeLiboroG。da1.Clonalheten增eneityiu
polycythcmia
vera
patients
withJAK2
exon12andJA-(2-V617F
mulations.Blood.2∞8,Il
l:3863-3866.D.Li
S,Brisci
A.el
a1.Sou'atic
mutatimm
ofJAK2exon
12
in
pati朋协withJAl(2(V617F)・negativemyelopmliferative
disorders.Blood。2∞8,lll:16%.1醅9.
类MPNs的诊断、针对性地选择靶向药物实现个体化治疗具有重要的临床意义。
[22]Te雎ri[23]Vannucchi[24]刘红星,童春荣,蔡鹏,等.真性红细胞增多症和原发性血小
[25]Xing[26】Tiedt
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【30】M删n∞一Avil6s[1l】晁红颖,沈益民.张日。等.135例骨髓增殖性肿瘤患者JAK2
【12L【32]Pietra
【13
史堡焦堕匿堂壁查垫!!生!旦筮丝鲞簦!塑垦丛!』!业丛鲤:』!!!!盟2Q!!:!!!:丝:塑垒!
[33]SchnittgerS,BacherU.HaferlachC,eta1.Detection
exon
・9・
of
JAK2
46/lhaplotype
[42]Pardanani
isassociatedwithinfefiorsurvival.Leukemia.
12mutationsin15
patients
with
JAI(2V617Fnegative20lO.24:105.109.
polycythemiavera.Hacmatologica,2009,94:414-418.
AD。kho
confersof
TL,FinkeCM.et
to
a1.TheJAK246/l
in
[34]DawsonMA.Bannister
histone
AJ,Gottgens
and
B,et
HPl
a1.JAl(2alphafrom
haplotyperegardlessstudyof
susceptibility
essential
thmmbocythemia
correlates
u
phosphorylates
H3Y4lexcludesJAK2V617Fmutationalstatus.clinical
chromatin.Nature.2009.46l:819-822.226consecutive
patients.Leukemia,2010。24:llO.I14.
is
a
[35]Bellann6-ChantelotC,ChaumarelI,Labopin
familieswithmyeloproliferative352.
M.et
a1.Genetic
in
[43]PikmanY.LeeBH,MercherT.eta1.MPI.W515L
somatic
activating
mutation
in
novel
andclinicalimplicationsoftheVal617PheJAK2
mutation72
myelofibrosis
1.
with
myeloid
disorden.Blood.2006.108:346.
SY,et
metaplasia.PLoSMed.2006。3:1140.115
1“IPardanani
0,GoldinLR.Kristinsson
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AD,Levine
RL,L晒ho
T。et
a1.MPl515mutationsin
【36J
kdgren
among
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polycythemiavera。essentialthrombocythemia,andmyelofibrosis
24.577
first—degree
relativesof1l。039
in
patients
with
[45]Vannucchi
mutationin
AM,
Antonioliclinical
E,Guglielmelli
of
MPL
5l
P,
eta1.
myeloproliferativeneoplasms
Sweden.Blood,2008,l12:2199-Characteristicsandcorrelates5W>L/K
essentialthromtx”ythemia。Blood.2008。112:844.
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riskNat
factor
a
major
847.
forthedevelopmentofmyeloproliferativeneoplasms.[46]BeerPA,CampbellPJ.Seott
2008.112:141.149.
LM,eta1.MPL
PT.1
mutations
in
Genet.2009,4l:4.46掣9.
S,SchramAM,eta1.AgennlineJA92.
to
myelopmliferativedisordera:analysisofthe
cohort.Blood.
【38]KilpivaaraO。Mukherjee
SNP
is
associatedwithpredisposition
myeloproliferative
thedevelopmentofJAK2neoplasms.Nat
(V617F)一positive
2009.41:455-459.
Genet,
JAK2
【47]DelhommeauF,DupontS,DellaValleV,eta1.Mutationin
TE他inmyeloidcancers.NEnglJMed.2009.360:2289-2301.[48]Te雎riA.Pardanani
A.LimKH。et
a1.TET2mutations
andtheir
【39]OlcayduD,HarutyunyanA.Jager
haplotypeconferssusceptibility
Nat
to
R,el
a1.AcommonclinicalCOrrelaresand
in
polyeythemia
vera。essentialthromtxmythemia
myelopmliferative
neoplasms.
Genet,2009.4l:450-454.
RC,LooflerR.et
to
myelofibrosis.Leukemia.20D9,23:905-911.
[49]sajnl-MartinC.LemyG,DelhommeauF,eta1.Analysisofthe
ten-eleven
translocation
2
[40]OleayduD,Skoda
of
a1.ne‘GCA2C’haplotype
exon
(TErl2)
gene
infamilial
JAK2conferssusceptibility
JAK2l2
mutation—positive
myelopmliferativeneoplasms.Blood,2009,I14:1628—1632.
polycythemiaveus.Leukemia.2009.23:1924一1926.
(收稿日期:2010-06.12)
genetic
[4lJTe艉riA。LashoTL,Patnaik
variation
MM.et
a1.JAK2germline
io
primary
affectsdiseasesusceptibility
V617
myelofibnosis
theJAK2
(本文编辑:李建陵)
regardlessofFmutationalstatus:nullizygosityof
.读者.作者.编者
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本刊编辑部
万方数据
骨髓增殖性肿瘤的分子标志研究进展
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
康志华, 李佩蕾, 关明, KANG Zhi-hua, LI Pei-lei, GUAN Ming
康志华,关明,KANG Zhi-hua,GUAN Ming(复旦大学附属华山医院检验医学科,上海,200040), 李佩蕾,LI Pei-lei(复旦大学附属华山医院护理部,上海,200040)中华检验医学杂志
CHINESE JOURNAL OF LABORATORY MEDICINE2011,34(1)
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