文章信息
- 傅煜, 张赫楠, 姜若腾, 符爽, 张继红
- FU Yu, ZHANG Henan, JIANG Ruoteng, FU Shuang, ZHANG Jihong
- 288例确诊及疑似骨髓增生异常综合征患者基因突变分析
- Mutational analysis of 288 patients with diagnosed and suspected myelodysplastic syndromes
- 中国医科大学学报, 2021, 50(3): 208-213
- Journal of China Medical University, 2021, 50(3): 208-213
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文章历史
- 收稿日期:2020-06-04
- 网络出版时间:2021-03-18 15:11
骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)是一组异质性很强的造血干细胞克隆性疾病,并具有高风险向白血病转化的特点,临床诊断和治疗均极为复杂。另外,由于早期MDS细胞形态改变不明显,临床表现隐匿,给这一部分患者的确诊及治疗带来难度。早期MDS诊断主要通过骨髓形态及染色体核型检测,随着二代测序技术的应用,基因突变谱系在MDS中的分布开始为临床诊疗提供依据。世界卫生组织2016版MDS修订分型亦将SF3B1基因突变纳入MDS伴环形铁粒幼红细胞增多(MDS-ring sideroblasts,MDS-RS)的诊断依据[1]。随着研究的不断深入,会有更多的分子标记出现。本研究通过探索确诊MDS各类型以及确诊与疑似MDS间基因突变差异,为MDS的诊断及分型提供分子依据。
1 材料与方法 1.1 临床资料选取2015年8月至2019年12月就诊于我院的201例确诊MDS患者及87例疑似MDS患者骨髓标本。所有入组确诊及疑似MDS患者均符合2019年版中国MDS诊断和治疗指南[2]的相应标准。MDS确诊患者的分型参照2016年WHO分型标准,包括MDS伴原始细胞增多(MDS-excess blasts,MDS-EB)、MDS伴单系病态(MDS-single lineage dysplasia,MDS-SLD)、MDS伴多系病态(MDS-multilineage dysplasia,MDS-MLD)、MDS-RS以及MDS未分型(MDS-unclassifiable,MDS-U)。患者一般临床资料见表 1。
| Group | n | Gender | Age(year) | |||
| Male | Female | Median | Range | |||
| Diagnosed MDS | 201 | 115 | 86 | 60 | 6-89 | |
| MDS-EB | 127 | 76 | 51 | 61 | 6-89 | |
| MDS-SLD/MLD | 50 | 26 | 24 | 60 | 26-82 | |
| MDS-RS | 22 | 12 | 10 | 60 | 13-83 | |
| MDS-U | 2 | 1 | 1 | 64 | 51-77 | |
| Suspected MDS | 87 | 50 | 37 | 56 | 5-87 | |
1.2 骨髓单个核细胞处理及样本检测
将抗凝骨髓离心取单个核细胞于细胞裂解液(天根生化科技北京有限公司)中,混匀后静置裂解10 min,并离心留取单个核细胞沉淀。应用过柱法(天根生化科技北京有限公司)提取DNA以备下一步测序。
1.3 二代测序检测基因突变应用MDS基因突变二代测序检测试剂(上海源奇生物医药科技有限公司),测序深度3 000源。所检测基因中包括2019年专家指南中的必检基因(SF3B1),推荐的选做基因(RUNX1,ASXL1,DNMT3A,IDH1,IDH2,NRAS,SETBP1,SRSF2,TET2,TP53,U2AF1,EZH2,ZRSR2)以及MDS中常见的其他突变基因(JAK2,ETV6)共17个。按功能分类,这17个基因涉及RNA剪切、DNA甲基化、组蛋白修饰、转录因子、肿瘤抑制因子、信号转导通路等6大功能,在MDS发生发展转归中起重要作用。
1.4 统计学分析采用SPSS 19.0软件对数据进行统计学分析。描述性数据分析应用中位数、最大值、最小值相结合的方法。多独立样本两两比较及总体比较应用Mann-Whitney U检验及Kruskal-Wallis H检验进行。计数资料的比较应用χ2检验。P < 0.05为差异有统计学意义。在本研究中,由于纳入的MDS-U患者仅2例,容易在统计计算中造成系统误差,因此所有涉及确诊患者各类型间统计的计算均未涉及MDS-U这一类型。
2 结果 2.1 患者一般资料分析纳入研究的201例确诊及87例疑似MDS患者在年龄(P = 0.289)及性别(P = 1.000)方面差异无统计学意义,同时在确诊的3类MDS患者间,年龄(P = 0.905)及性别(P = 0.616)的差异也无统计学意义。进一步将确诊患者按年龄分为3组:青少年组(< 30岁,13例),中年组(30~ < 60岁,83例)和老年组(≥60岁,103例)。结果显示,好发于老年组的基因突变为SF3B1、ASXL1;好发于青少年组的基因突变为ETV6、SETBP1;而TP53基因突变仅发生于中年组及老年组,老年组的突变比例更高。同时,在疑似MDS患者中比较3个年龄组间基因突变差异,无统计学意义(P > 0.05)。见表 2。
| Gene | Age group(year) | P | ||
| < 30 | 30- < 60 | ≥60 | ||
| SF3B1 | 1(7.69) | 6(7.23) | 20(19.42) | 0.047 |
| ASXL1 | 2(15.38) | 13(15.66) | 31(30.10) | 0.050 |
| ETV6 | 2(15.38) | 3(3.61) | 1(0.97) | 0.024 |
| SETBP1 | 2(15.38) | 1(1.20) | 5(4.85) | 0.042 |
| TP53 | 0(0.00) | 9(10.84) | 28(27.18) | 0.003 |
2.2 确诊MDS患者突变基因频次分析
在201例确诊患者中,发生基因突变的患者149例(74.1%)。在确诊的各类型患者之间,突变阳性率的差异均存在统计学意义(P = 0.041)。确诊患者中突变频率最高的5种基因分别为ASXL1、TP53、U2AF1、SF3B1和TET2。MDS-EB患者突变频率最高的5种基因分别为ASXL1、TP53、U2AF1、RUNX1和DNMT3A,MDS-SLD/MLD患者为ASXL1、U2AF1、TP53、SF3B1、TET2,MDS-RS患者为SF3B1、TET2、ASXL1、TP53、DNMT3A。在突变个数方面,确诊患者各类型之间差异无统计学意义(P = 0.189),见表 3。
| Parameters | MDS-EB | MDS-SLD/MLD | MDS-RS | P | Diagnosed MDS | Suspected MDS | P |
| Positive rate[n(%)] | 89(70.1) | 37(74.0) | 21(95.5) | 0.041 | 149(74.1) | 31(35.6) | < 0.001 |
| Mutation number(x±s) | 1.28±0.00 | 1.24±0.00 | 1.64±0.92 | 0.189 | 1.31±1.11 | 0.62±1.11 | < 0.001 |
| RNA splicing[n(%)] | < 0.001 | 0.003 | |||||
| SF3B1 | 7(5.51) | 6(12.00) | 14(63.64) | < 0.001 | 27(13.43) | 7(8.05) | 0.235 |
| SRSF2 | 9(7.09) | 2(4.00) | 2(9.09) | 0.684 | 13(6.47) | 1(1.15) | 0.072 |
| U2AF1 | 24(18.90) | 10(20.00) | 2(9.09) | 0.731 | 36(17.91) | 9(10.34) | 0.101 |
| ZRSR2 | 0(0.00) | 2(4.00) | 0(0.00) | 0.13 | 2(1.00) | 1(1.15) | 1 |
| DNA methylation[n(%)] | 0.134 | 0.183 | |||||
| DNMT3A | 11(9.44) | 5(10.00) | 3(13.64) | 0.624 | 20(9.95) | 4(4.60) | 0.166 |
| IDH1 | 3(2.36) | 1(2.00) | 0(0.00) | 1 | 4(1.99) | 2(2.30) | 1 |
| IDH2 | 4(3.15) | 1(2.00) | 0(0.00) | 1 | 5(2.49) | 3(3.45) | 0.701 |
| TET2 | 6(4.72) | 6(12.00) | 6(27.27) | 0.002 | 19(9.45) | 5(5.74) | 0.3 |
| Histone modification[n(%)] | 0.968 | 0.054 | |||||
| ASXL1 | 30(23.62) | 11(22.00) | 5(22.73) | 0.741 | 46(22.89) | 10(11.49) | 0.024 |
| EZH2 | 1(0.79) | 0(0.00) | 0(0.00) | 1 | 1(0.50) | 2(2.30) | 0.218 |
| Transcription factor[n(%)] | 0.228 | < 0.001 | |||||
| NRAS | 10(7.87) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.157 | 10(4.98) | 0(0.00) | 0.035 |
| RUNX1 | 15(11.81) | 5(10.00) | 0(0.00) | 0.127 | 20(9.95) | 3(3.45) | 0.09 |
| ETV6 | 5(3.94) | 1(2.00) | 0(0.00) | 1 | 7(3.48) | 0(0.00) | 0.106 |
| SETBP1 | 5(3.94) | 2(4.00) | 1(4.55) | 0.713 | 8(3.98) | 1(1.15) | 0.252 |
| Signal transduction pathway[n(%)] | 1 | 0.908 | |||||
| CBL | 3(2.36) | 1(2.00) | 0(0.00) | 1 | 4(1.99) | 1(1.15) | 0.687 |
| JAK2 | 2(1.57) | 0(0.00) | 0(0.00) | 1 | 2(1.00) | 1(1.15) | 1 |
| Tumor suppressor[n(%)] | 0.891 | 0.001 | |||||
| TP53 | 25(19.70) | 9(18.00) | 3(13.64) | 0.969 | 37(18.41) | 3(3.45) | 0.001 |
具体分析17个基因的分布,发现SF3B1(P < 0.001)、TET2(P = 0.002)在组间的差异存在统计学意义。由于以上2个基因运用的是多样本差异检验,进一步进行了3种MDS类型间针对SF3B1和TET2基因的两两比较,显示TET2的组间差异主要表现在MDS-EB与MDS-RS之间(P < 0.001),而SF3B1的组间差异则分别表现于MDS-EB与MDS-RS(P < 0.001)、MDS-SLD/MLD与MDS-RS(P < 0.001)之间,提示与MDS-EB相比TET2突变更好发于MDS-RS患者,而SF3B1在MDS-RS中的突变频率亦显著高于另外两型。在按功能分类的基因突变比较中,确诊患者各类型间RNA剪接功能差异明显(P < 0.001)。
2.3 确诊及疑似MDS患者间基因突变差异分析在确诊及疑似MDS患者间,发生基因突变阳性的确诊患者149例(74.1%),疑似MDS患者31例(35.6%),突变阳性率的差异存在统计学意义(P < 0.001),确诊MDS患者基因突变阳性率高于疑似患者。疑似病例突变频率最高的5种基因分别为ASXL1、U2AF1、SF3B1、TET2、DNMT3A。在突变个数方面,确诊患者与疑似患者间差异有统计学意义(P < 0.001),提示确诊MDS患者发生基因突变的个数更多,见表 3。
进一步比较确诊MDS与疑似MDS间的基因分布差异,发现ASXL1(P = 0.024)、NRAS(P = 0.035)和TP53(P = 0.001)3个基因在组间的差异存在统计学意义,其中NRAS突变仅发生于确诊MDS,ASXL1与TP53基因在确诊患者中的突变频率也显著高于疑似病例,提示该3个基因与MDS相关。
2.4 确诊MDS染色体分层与基因突变分析本研究共收录的确诊MDS患者,除去未进行染色体检测及染色体无分裂像患者35例,参照IPSS-R预后分层原则,将166例确诊MDS患者预后分为极好(1例)、好(119例)、中等(22例)、差(7例)和极差(17例)5级。分析各风险水平MDS患者的基因突变情况,由于极好组缺乏统计学资料,因此下列比较仅讨论其他4组。在突变个数方面,各组间差异无统计学意义。各组间IDH2(P = 0.009)、TP53(P < 0.001)突变频率的差异存在统计学意义。IDH2基因突变在预后差组的发生频率显著高于其他组,而TP53基因在预后极差组的发生频率显著高于其他组,见表 4。
| Parameters | Karyotype risk | P | |||
| Good | Intermediate | Poor | Very poor | ||
| Mutation number(x±s) | 1.37±1.09 | 1.73±1.49 | 1.14±1.35 | 1.29±0.85 | 0.299 |
| RNA splicing [n(%)] | 0.160 | ||||
| SF3B1 | 21(17.65) | 3(13.64) | 0(0.00) | 1(5.88) | 0.374 |
| SRSF2 | 9(7.56) | 2(9.09) | 1(14.29) | 0(0.00) | 0.663 |
| U2AF1 | 22(18.49) | 8(36.36) | 0(0.00) | 2(11.76) | 0.091 |
| ZRSR2 | 2(1.68) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0(0.00) | 1.000 |
| DNA methylation [n(%)] | 0.817 | ||||
| DNMT3A | 13(10.92) | 0(0.00) | 0(0.00) | 3(17.65) | 0.198 |
| IDH1 | 4(3.36) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.798 |
| IDH2 | 2(1.68) | 0(0.00) | 2(28.57) | 0(0.00) | 0.009 |
| TET2 | 14((11.76) | 3(13.64) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.376 |
| Histone modification [n(%)] | 0.400 | ||||
| ASXL1 | 30(25.21) | 8(36.36) | 2(28.57) | 2(11.76) | 0.382 |
| EZH2 | 1(0.08) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0(0.00) | 1.000 |
| Transcription factor [n(%)] | 0.144 | ||||
| NRAS | 5(4.20) | 3(13.64) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.134 |
| RUNX1 | 13(10.92) | 2(9.09) | 1(14.29) | 2(11.76) | 1.000 |
| ETV6 | 3(2.52) | 2(9.09) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.380 |
| SETBP1 | 4(3.36) | 2(9.09) | 1(14.29) | 0(0.00) | 0.179 |
| Signal transduction pathway [n(%)] | 0.285 | ||||
| CBL | 3(2.52) | 1(4.55) | 0(0.00) | 0(0.00) | 1.000 |
| JAK2 | 1(0.08) | 1(4.55) | 0(0.00) | 0(0.00) | 0.481 |
| Tumor suppressor [n(%)] | < 0.001 | ||||
| TP53 | 15(12.61) | 2(9.09) | 1(14.29) | 12(70.59) | < 0.001 |
3 讨论
随着二代测序技术的高速发展,多种对MDS具有诊断、预后判断、指导治疗意义的基因不断涌现。MDS多发于老年,其造血细胞克隆性异常与MDS的发病相关[3]。本研究发现SF3B1、ASXL1突变好发于老年,ETV6、SETBP1突变好发于青年,而TP53突变仅出现于中老年。研究[4-5]指出血液系统恶性肿瘤中DNMT3A、ASXL1、TET2基因突变的发生率随年龄增长而显著上升,与本研究结果相符。目前尚无文献报道ETV6突变的年龄趋势,但ETV6可通过对细胞进行剪接调控参与MDS的发生,而剪接调控是导致衰老的重要因素,提示ETV6基因是年龄相关致病因子[6]。SETBP1基因突变可见于多种血液病[7],MAKISHIMA等[8]在对急性髓系白血病(acute myelogenous leukemia,AML)患者的分析中发现该突变多发于老年,与本研究结果不一致,可能是由于AML恶性程度更高,年龄的累积负荷更大。也不除外人种及样本量造成的差异。TP53是重要的抑癌基因,本研究发现TP53突变在MDS中存在年龄差异。多项研究[9-11]证实该基因突变在血液系统恶性肿瘤中呈现高龄突变趋势,与本研究结果相符。
本研究发现确诊MDS类别间存在突变差异。SF3B1、TET2在MDS-RS组突变率更高。有文献[12-13]报道TET2突变与正常核型相关,MDS-RS患者多为正常核型,而MDS-EB患者多伴核型异常,提示与TET2的正常核型关联性存在某种内在联系。目前针对MDS的基因突变极少涉及类别间差异研究,本研究虽然样本量较小,但也可为类别研究提供探索性思路。
本研究结果显示,MDS患者不同核型组的突变基因存在差异。IDH2突变好发于预后差组,而TP53基因在预后极差组的突变率更高。有研究[14]发现7.2%MDS患者伴TP53突变,且与复杂核型、预后高危及中位总生存期短相关,与本研究一致。对于IDH2基因的在MDS中的研究一直存在争议,部分研究者认为IDH2突变的MDS患者具有更短的总生存期和无病生存期,预后不良。也有研究[15-16]证明IDH2与MDS的风险评估及预后关系不明。本研究结果显示,IDH2突变更易发生于核型差的预后分组,这为IDH2的预后不良假说提供了支持。
通过疑似与确诊MDS患者的突变比对,发现ASXL1、NRAS、TP53基因在确诊患者中的突变率明显高于疑似患者,其中NRAS突变仅发生于确诊患者。LINDSLEY等[17]发现ASXL1、TP53、DNMT3A、TET2和RUNX1是MDS最为常见的5种基因突变,与本研究部分相符。而NRAS基因突变虽常见于粒单核细胞白血病,但在诊断MDS时,当存在一定的形态学证据,却不完全符合MDS的诊断标准时,NRAS突变可提供支持性证据[18]。上述发现提示这种确诊患者的倾向性突变可能应用于MDS的辅助诊断,为疑似患者的确诊提供帮助。
综上,本研究结果显示,MDS患者的基因突变存在年龄、分型及危险分层差异,而确诊MDS与疑似患者之间也存在明显突变差异,这将为MDS的诊断、分型及预后判断提供帮助。
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