文献解读儿童急性髓细胞白血病遗传学特征
众所周知，急性髓细胞性白血病（AML）是一组异质性恶性肿瘤。病理学家在形态上认识到异质性特定并对急髓进行分类。随着细胞遗传学时代的到来，人们发现了许多潜在的染色体结构畸变，并发现某些细胞遗传学改变与患者结局密切相关，至今仍是AML风险分层的基础。基因组学时代之下，通过科学家们对大样品的测序研究，AML多样性特征逐渐被揭晓。目前已确定了许多具有预后影响的遗传特征，从而使针对不同风险分层的患者适用不同的治疗方式，特别是靶向疗法为AML患者提供了新的机会。
这里，我们综述了儿童AML的重现性遗传特征和分子标记，及与患者临床特征、预后和靶向用药的关系。
AML主要遗传亚型
许多重现性遗传学异常定义了AML亚型及预后，这些异常的鉴定也为阐明AML发生发展机制提供启示。
表1部分儿童AML患者重现性遗传异常
1.1急性早幼粒细胞白血病
急性早幼粒细胞白血病(APL)是一类特殊类型的的急性髓细胞白血病（AML），通常伴有t(15;17)(q24.1;q21.2)，发生早幼粒细胞白血病（PML）基因与视黄酸受体α（RARA）基因融合。APL约占儿童AML的5-10％，发病率随着年龄的增长而增加，30岁到40岁间为峰值。
图1不同年龄段AML融合基因的占比
PML-RARA融合导致APL发生的主要机制是RARA靶基因以及某些非RARA靶基因的转录抑制，阻断了早幼粒细胞的分化。最近，人们已经阐明了PML在APL发生中的作用。PML-RARA融合蛋白可阻止PML核体（NBs）核结构的形成。核体的细胞功能包括激活P53抑癌途径和诱导细胞对衰老的应激反应。因此，PML-APL融合蛋白可破坏这些关键大分子抑制细胞死亡和衰老，并可自我更新。
除了由于严重的凝血疾病和分化综合征导致的较高的早期死亡率外，APL是一种高度可治愈的疾病。长期以来，APL治疗一直采用的是能够诱导分化的全反式维甲酸（ATRA）。一旦怀疑APL，就应开始ATRA治疗，甚至在有明确细胞遗传学检测结果之前，就应开始使用ATRA，以减少由于凝血疾病引起的出血风险。当前大多数的儿童APL方案采用ATRA加蒽环类药物，疾病缓解率超过95％，总生存率超过80％。有趣的是，三氧化二砷（ATO）也可治疗APL，并已被证实对成人和儿童APL安全有效。ATO导致APL细胞破坏的机制是通过与PML-RARA融合蛋白结合并使其降解。事实证明，单独只使用ATRA和ATO（静脉或口服），不使用细胞毒性化疗的治疗方法，对成人APL和少量儿童APL患者有效且耐受性良好，类似的非化学疗法治疗方案正在进行研究，以治疗更大范围的APL患儿（NCT）。
尽管绝大多数APL患者在染色体分析中具有典型的t（15;17），但罕见的患者可能存在隐秘的重排或复杂的细胞遗传学改变，而导致PML-RARA融合。因此，世界卫生组织对髓系肿瘤的最新分类已将APL的命名法改为伴PML-RARA的APL。在少数具有APL形态和临床特征的病例中，也可能发生变异型RARA融合。其中包括ZBTB16（zincfingerandBTBdomaincontaining16，也称为早幼粒细胞白血病锌指（PLZF）），信号转导子和转录激活子5B（STAT5B）以及核磷蛋白（NPM1）等罕见的其他融合伙伴。由于其中一些融合基因对ATRA具有抗性（例如STAT5B-RARA和ZBTB16-RARA），所以这些变异体的鉴定对临床很重要。虽然罕见变异体特点描述较少，但由于ATO的作用机制是通过与PML-RARA融合的PML部分结合起作用，所以各变异体对ATO的敏感性也可能各不不同。因此，应寻求在常规方法缺乏经典PML-RARA融合但具有APL临床特征的患者，推荐使用RARA分离FISH和/或下一代测序等其他检测方法辅助诊断。另外，也有病例报道APL中视黄酸受体β（RARB）和γ（RARG）融合，这种罕见易位的预后和治疗效果尚不清楚。
表2急性早幼粒细胞白血病不同RARA融合类型
1.2AML核心结合因子
核心结合因子（CBF）AML是细胞遗传学定义的AML亚型，其特征是存在t(8;21)(q22;q22)或inv(16)(p13q22)染色体结构畸变，以下称为t(8;21)和inv(16)。CBFAML占儿童AML的20-25%，预后较好。近90％的患者仅靠化疗即可完全缓解，通常不需要骨髓移植即可治愈。与大多数其他AML亚型相比，CBFAML患者预后有改善，无事件生存率为70％，总生存率接近80％，但大约30％的患者仍会复发。CBFAML发生在所有年龄段，但在小于1岁的婴儿不常见。
图2AML不同亚型在各年龄段的发生率
Inv(16)和t(8;21)AML因其对CBF转录因子复合物有相似作用和相似的结局特征，被统称为CBFAML。在inv(16)和t(8;21)中，染色体重排均涉及CBF复合物，并伴随融合蛋白的表达。正常的CBF复合物是由来自Runt相关转录因子基因家族的DNA结合α亚基和非DNA结合β亚基CBFβ组成的异源二聚体，它会增强复合物的DNA结合和稳定性。当CBFβ与RUNX1形成二聚体时，CBF复合物驱动基因表达程序启动，促进髓系细胞分化。T(8;21)易位形成RUNX1-RUNX1T1融合基因，是由RUNX1的外显子1-5和RUNX1T1的外显子2-11组成，并产生嵌合蛋白RUNX1-CBFA2T1，曾用名为AML1-ETO。RUNX1-CBFA2T1保留了RUNX1的DNA结合和二聚结构域，但增加了CBFA2T1的转录共表达功能。Inv(16)和不常见的t(16;16)(p13q22)形成CBFB-MYH11融合基因，由CBFB外显子1-5和MYH11外显子12-41组成，产生嵌合蛋白CBFβ-SMMHC。CBFβ保留了其与α亚基二聚化的能力，但是平滑肌肌球蛋白成分SMMHC的加入导致CBF复合物的抑制和CBFβ与染色质的隔离。在这两种情况下，所得融合蛋白均以显性负性方式起作用，抑制核心结合因子复合物的正常功能，从而导致髓系细胞的成熟停滞。
图3RUNX1和CBFβ蛋白
1.3KMT2A重排AML
位于染色体11q23的组蛋白甲基转移酶KMT2A（赖氨酸（K）特异性甲基转移酶2A，别名MLL1）重排在儿童白血病中很常见，超过75％的婴儿B淋巴细胞性白血病（B-ALL），3％的非婴儿B-ALL，5％的T淋巴细胞白血病的，都存在KMT2A重排，并且与预后不良有关。
图4CCG名伴KMT2A重排患者的EFS的Kaplan-Meier分析
KMT2A重排在预后不良的混合表型急性白血病中也经常出现，因此该基因别名为混合谱系白血病1(MLL1)，并且在治疗相关的急性白血病中具有重现性。在儿童AML中，KMT2A重排也很常见，在婴儿、儿童和青少年、成人占比分别是35-60％、?10-15％、?10％。
目前，KMT2A重排（KMT2Ar）白血病中已鉴定出近种KMT2A融合伙伴。但其中9种融合基因约占急性白血病中所有KMT2A重排的90％。在B-ALL中，AF4（由t(4;11)(q21;q23)产生）是迄今为止最常见的KMT2A融合伙伴，约占所有儿童、婴儿和成人B-ALL的40％、近50和80％。相反，无论年龄大小，KMT2A-AF4在KMT2ArAML病例中只占不到5％。在儿童AML中，AF9是最常见的融合伙伴(t(9;11)(p22;q23))，在大约40％的KMT2ArAML病例中有发现，其次是AF10(t(10;11)(p12;q23))的20%，AF6(t(6;11)(q27;q23))的8％，ELL(t(11;19)(q23;p13.1))的7％和ENL(t(11;19)(q23;p13.3))的6％。在婴儿AML中，AF9和AF10各自占所有KMT2A融合的约25％，ELL占15％，其他所有融合都很少见。
图5不同MLL融合基因在MLL重排白血病中的占比
在大多数临床研究中，KMT2Ar与AML不良预后相关。然而，伴随不同融合的患者结局也会有所区别。一项来自11个不同儿科癌症协会的数据的国际研究回顾了多例儿童伴KMT2Ar的AML患者。作者发现，在多变量分析中，某些KMT2A重排是结局的独立预测因子。特别是，t(6;11)(q27;q23)和t(10;11)(p11.2;q23)（融合伙伴分别为AF6和ABI1）与不良结局相关，而t(1;11)(q21;q23)（融合伙伴为MLLT11/AF1Q）的预后很好。虽然每种伴KMT2A融合基因的患者数量比较少，但数据是可信的，足以考虑将其纳入儿童AML的危险分层标准。因此，AML患者特异性融合的鉴定非常重要。近三分之一的KMT2A重排无法用传统核型检测到。因此，应该使用FISH或分子方法来精确判断AML患者的KMT2A重排。
图6伴11q23/MLL重排儿童AML患者EFS（A）和OS（B）
鉴于大多数KMT2Ar白血病预后较差并对标准化学疗法的总体反应不好，过去几十年的大量研究旨在确定新的有效治疗方法。基于KMT2Ar白血病相关表观遗传驱动因素研究，已探索了几种表观遗传修饰剂来提高治疗效果。类端粒沉默干扰体1(DOT1L)，是一种能够催化组蛋白H3第79位赖氨酸(H3K79)发生甲基化修饰的表观遗传调控酶，被发现对KMT2Ar白血病的发生和维持至关重要。基于这一发现，科学家们研发了DOT1L的小分子抑制剂，并在KMT2Ar白血病的临床前研究中显示出效果，但是临床化合物Pinometostat在单一药物的复发/难治性小儿KMT2Ar白血病患者I期临床试验中未能显示出强大的疗效。目前，一项针对14岁及以上新诊断为KMT2A重排AML并结合标准诱导化疗的患者的1b/2期研究正在进行中（NCT）。正在研究针对KMT2Ar白血病表观遗传特点的其他策略，包括靶向Menin-KMT2A相互作用（NCT，NCT），H3K27甲基转移酶多梳抑制复合物，精氨酸甲基转移酶，PMRT5[56]，组蛋白脱甲基酶，LSD1和溴结构域抑制剂药物。KMT2Ar白血病存在DNA甲基化异常的特点，因此，在婴儿KMT2Ar白血病（NCT）的临床试验中正在研究将次甲基化剂阿扎胞苷纳入标准化疗中，如果有效，则可用于其他KMT2Ar白血病。进一步的研究发现，组蛋白脱乙酰基酶抑制剂和蛋白酶体抑制剂可能对KMT2Ar白血病具有特定的治疗功效，并且一项临床试验研究了在标准化学疗法中添加HDAC抑制剂伏立诺他和蛋白酶体抑制剂硼替佐米。进行了用于治疗复发/难治性KMT2Ar白血病的儿童，但由于无法达到应计目标而提前终止（NCT）。
编撰
吴春雪
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