MICM 分型是在细胞形态学(Morphologic , M) 、细胞免疫学( Immunologic , I) 和细胞遗传学(Cytoge2netic , C) ,简称MIC 分型的基础上补充近年分子生物学(Molecular biology , M) 即基因水平的新分型。它是研究和了解白血病本质的重要方法,遗传学异常的分子水平表现在与白血病发病有关的基因重排及融合基因的形成上。由于不少融合基因在病程中比较稳定且有独特的形态学和临床特点,所以是比较可靠的分子标志。本文介绍近年发现以及较有代表的一些基因型(Genotype) 及其特点。
1 　分子生物学标志
概述急性白血病形态学(免疫学分型) 、染色体异常及融合基因或基因型的关系见表1。
表1 　急性白血病的形态学、染色体异常与融合基因[2～7 ]形态学(免疫表型) 亚型异常核型融合基因(基因类型)
11AML
M0 ? ?
M1 t (9 ;22) (q34 ;q11) BCR2ABL
t (6 ;9) (p23 ;q34) DEK2CAN
M2 t (8 ;21) (q22 ;q22) AML1(MTG8)2ETO
t (9 ;22) (q34 ;q11) BCR2ABL
t (6 ;9) (p23 ; q34) DEK2CAN
t (10 ;11) (p12～14 ;q23) AF102HRX
M3 t (15 ;17) (q22 ;q21) PML2RARα
t (15 ;17) (q32 ;q12) NPM2RARα
t (11 ;17) (q23 ;q21) PLZF2RARα
M4Eo inv(16) (p13 ;q22) CBFβ2MYH11
M4 t (6 ;9) (q23 ;q34) DEK2CAN
t (8 ;21) (q22 ;q22) AML12ETO
t (8 ;16) (p11 ;p13) MOZ2CBP
M5 t (11 ;19) (q23 ;p13) MLL(ALL1)2ENL
t (4 ;11) (q21 ;q23) ALL1 (MLL)2AF4
t (8 ;16) (p11 ;p13) MOZ2CBP
M5a t (9 ;11) (p21～22 ;q23) MLL2AF9
M6 25 / del (5) (q13 ;q23) ?
27/ del (7) (q22 ;q34) ?
M7 t (1 ;22) (p13 ;q13) ?
t (3 ;3) (q21 ;q26) EVI12 ?
AML (未分亚型) t (12 ;22) (p13 ;q11) TEL2MN1
t (16 ;21) (p11 ;q22) FUS2ERG
t (16 ;21) (q24 ;q22) AML12MTG16
inv(8) (p11 ;q13) MOZ2TIF2
t (8 ;16) (p11 ;p13) MOZ2CBP
t (11 ;16) (q23 ;p13) MLL2CBP
t (2 ;11) (q31 ;p15) NUP982HOXD13
t (7 ;11) (p15 ;p15) NUP982HOXA9
unv(11) (p15 ;q31) NUP982DDX10
中国实验诊断学　2003 年4 月　第7 卷　第2 期— 173 —
续表1
2.B 系2ALL
早前B2ALL (L1 ,L2) t (4 ;11) (q21 ;q23) HRX(ALL1)2AF4
t (9 ;22) (q34 ;q11) BCR2ABL
t (17 ;19) (q22 ;p13) E2A2HLF
普通型2ALL (L1 ,L2) t (9 ;22) (q34 ;q11) BCR2ABL
前B2ALL (L1 ,L2) t (1 ;19) (q23 ;p13) E2A(TCF3)2PBX1
t (17 ;19) (q22 ;p13) E2A2HLF
t (11 ;19) (q23 ;p13) MLL2ENL
t (9 ;22) (q34 ;q11) BCR2ABL
t (5 ;14) (q31 ;q32) IL232IgH
t (9 ;11) (p21～22 ;q23) ALL12AF9
t (11 ;14) (q13 ;q32) IgH2PRAD1
t (14 ;19) (q32 ;q13) BCL32IgH
t (12 ;21) (p13 ;q22) TEL2AML1
B2ALL (L3) t (8 ;14) (q24 ;q32) IgH2MYC
t (8 ;22) (q24 ;q11) Igλ2MYC
t (2 ;8) (p11～12 ;q24) MYC2 Igκ
3. T 系2ALL (L1 ,L2)
t (11 ;14) (p13 ;q11) RHOM2(TTG2)2TCRδ
t (11 ;14) (p15 ;q11) TCRδ2RHOM1(TTG1)
t (1 ;14) (p32～34 ;q11) TCL5 (TAL1 ,SCL)2 TCRδ
t (10 ;14) (q24 ;q11) TCRδ2HOX11 (TCL3)
t (8 ;14) (q24 ;q11) TCRα2MYC
t (14 ;14) (q11 ;q32) TCL12TCRδ
t (7 ;9) (q34 ;q32) TAL22TCRβ
t (7 ;9) (q34 ;q34) TAN12TCRβ
t (7 ;19) (q35 ;p13) LYL12TCRβ
t (7 ;10) (q34 ;q24) HOX112 TCRβ
t (7 ;11) (q34 ;p13) TTG22 TCRβ
t (1 ;7) (p34 ;q34) TCRβ2LCK
　　“?”为尚未发现的特征染色体异常或融合基因,融合基因括号内表示前一基因的不同名称的缩写
2 　MICM分型的形态学和临床特点
2. 1 　[ t (9 ;22) (q34 ;q11) ,BCR2ABL ]Ph 染色体是慢性粒细胞白血病(CGL) 的标志性染色体,为位于22q11 上的BCR(Breakponit cluster re2gion) 基因和9q34 上的C2ABL 基因发生BCR2ABL 融合基因。融合基因转录本长度约为85 000 ,可翻译成相对分子量210 000 ( P210) 的BCR/ ABL 融合基因。P210 BCR/ ABL 具有较强的酪氨酸蛋白激酶活性,有转化细胞和致白血病作用,被认为是CGL 发病的分子基础。由于融合基因蛋白产物抗凋亡作用和Fas 介导的凋亡都受ABL 凋节,故又是CGL 细胞不按程序化死亡,细胞寿命延长,粒细胞堆积于骨髓和脾脏等器官的原因。但Ph 染色体和融合基因也见于AML 和ALL 。在约10 %的AML ,在约25 %的儿童ALL 和25 %的成人ALL 可见Ph 染色体。Ph 染色体在AML 中虽为少见,但它主要见于M1 (发生率约5 %～10 %) ,其次为M2 。与典型的经治疗后仍不消失Ph 染色体的CGL 相比,而有Ph 染色体的M1 在诊断时存在明显的两倍体细胞群,且在缓解期间Ph 染色体阳性细胞消失。ALL 亚型中,Ph 染色体见于早前B2ALL 、C2ALL和前B2ALL ,约占所有B2ALL 的1/ 2。带有Ph + /BCR + 的急性白血病对化疗不敏感,预后差。虽然CGL 、AML 和ALL 中t (9 ;22) (q34 ;q11) 都叫Ph 染色体,但在分子水平上,ALL 的BCR 断裂点位置不同,约2/ 3 Ph 染色体ALL 患者第22 号染色体断裂点位于BCR 基因的第1 个内含子,产生75000 的蛋白质(P190) ,与CGL 的BCR 基因重排不一。另有约1/ 3Ph 染色体ALL 患者为P210[1 ] 。
2. 2 　[ t (8 ;21) (q22 ;q22) ,AML12ETO]t (8 ;21) (q22 ;q22) 是M2 非随机性染色体易位,有很高的发生率( > 80 %) ,为第21 号染色体的急性粒细胞白血病基因21 (AML1) ,和8 号染色体的ETO(Eight twenty2one) 基因,ETO 基因又称8 号染色体髓系易位基因(MTG8 ) 交互易位形成AML12ETO(MTG8) 融合基因。由于有些核型正常的M2 患者中也可检测到这一融合基因,故AML12ETO 基因重排是AML2M2 有特征的基因标志。AML1 基因位于染— 174 — Chin J Lab Diagn ,April ,2003 ,Vol 7 ,No12色体21q22 ,其5′端与果蝇ruent 基因同源,3′端为转录活化区, 编码核心结合因子α(CBFα) 亚单位。AML1( (CBFα) 与另一亚单位CBFβ形成异二聚体与DNA 结合而发挥造血调控作用。伴有这一异常核型和基因类型的白血病细胞有一定分化能力。临床上主要见于小儿AML ,在成人则主要见于年青人,很少见于50 岁以上。患者以男性居多。细胞形态学,骨髓中原始细胞胞体大或较大,并伴有成熟倾向,常含有颗粒和易见Auer 小体或伴有嗜碱性粒细胞增多。后期粒细胞多见,且常有中性粒细胞胞核异形,NAP 积分低,化疗缓解率高,预后良好,但复发率也高。在病程中可合并原始细胞肉瘤。这一染色体易位及其融合基因也见于约7 %的M4 ,以及M1 和M6[5 ] 。
2. 3 　[ t (6 ;9) (p23 ;q34) ,DEK2CAN]为第6 号染色体短臂上的DEK基因和9 号染色体长臂上的CAN 基因发生融合,约见于1 %的AML 病例,其中主要为M2 ,其次为M4 ,也见于M4和M1[2 ] 。伴有这一染色体核型和基因类型的M2常伴有嗜碱性粒细胞增多并多见病态造血细胞,M4则可见嗜酸性粒细胞增多。它们都对化疗缺乏反应,预后较差。
2. 4 　[ t (10 ;11) (p12～14 ;q23) ,AF102HRX]t (10 ;11) 易位使位于11q23 上的HRX(Homologof trithoax , or Human trithoax) 基因与第10 号短臂上的AF10 基因子发生交互易位产生融合基因,主要见于婴幼儿M2 , 并可见髓外白血病22粒细胞肉瘤[9 ] 。HRX基因根据克隆的不同来源又称急性淋巴细胞白血病1 (ALL1) 基因, 髓淋系细胞白血病(MLL) 基因。HRX基因长度约100 kb ,包含21 个外显子,编码一个3 969 氨基酸组成的蛋白,其分子量达431 KD。
2. 5 　t (15 ;17) (q22 ;q21) ,PML2RARα]独特的染色体易位t (15 ;17) (q22 ; q21) 及形成的PML2RARα融合基因,在M3 病例中检出率高达90 %以上。由于该基因具有抗凋亡作用,被认为与M3 的发生有关。t (15 ;17) (q22 ;q21) 是由第17 号染色体上的维甲酸受体(RARα) 基因与第15 号染色体上的早幼粒细胞白血病( PML) 基因交互易位所致。根据融合基因转录本不同长度产生长型(L 型,含6个PML 外显子和编码RARα的B 至F 结构域的外显子) 和短型(S 型,仅含3 个PML 外显子,RARα部分与长型相同) 两种。其中M3a 以L 型为主,M3b 以S型为多见。已证实细胞形态学与分子生物学的特点密切相关。有少数M3 虽然未发现t (15 ;17) (q22 ;q21) ,但仍可检出PML2RARα融合基因。有上述异常核型和基因类型的M3 用全反式维甲酸及三氧化二砷治疗有极高的缓解率。但t (15 ;17) (q22 ; q21)及PML2RARα融合基因也见于AML 其他亚型[9 ] 。
2. 6 　[ t (11 ;17) (q22 ;q21) , PLZF2RARα]这一染色体异常为17q 的变异易位,见于少数M3 患者,为第17 号染色体的RARα基因与11 号染色体上的早幼粒细胞白血病锌指( PLZF) 基因发生交互易位形成融合基因。
2. 7 　[ inv(16) (p13 ;q22) ,CBFβ2MYC11 ]见于90 %以上的M4Eo 患者,为第16 号染色体长臂上的CBFβ基因与短臂上的平滑肌肌浆蛋白重链基因11 (MYC11) 产生融合,形成CBFβ2MYC11 融合基因和MYC112CBFβ两种融合基因,前一融合易促使白血病的发病。带有此基因类型的M4Eo 患者化疗敏感,完全缓解率高,预后较好,可能与染色体损伤导致多药耐受相关蛋白(MRP) 基因丢失有关。约20 %的AML 患者有t (8 ;21) 或inv (16) 两种染色体异常。这两种异常染色体均累及编码核心结合因子(CBF) 的基因。CBF 含有α、β两个亚单位,调节髓系细胞和T 细胞特异的基因转录。CBFα能直接与DNA 结合,由第21 号染色体上AML1 基因表达,CBFβ由16 号染色体CBFB 基因编码,不能直接与DNA 结合,仅与CBFα结合后而稳定CBFα与DNA的结合。AML1 基因3′端翻译区存在AUUUA 可选择性拼接标志,因此通过改变拼接方式可产生三种同型异构的蛋白22AML1a 、AML1b 和AML 1c 。这三者均含DNA 和CBFβ结合位点,AML1a 具有抑制髓系细胞分化而促进细胞增殖,AML1b 则逆转AML1a的作用促使髓系细胞恢复。因此它们的相对数量决定髓系细胞的增殖与分化。t (8 ;21) 易位时使AML1基因与ETO 基因形成的融合基因,由于不同拼接转录本翻译形成剪断的CBFα(AMLa′) 与野生型AMLa′相似,导致髓系分化停滞。
2. 8 　[ t (8 ;16) (p11 ;p13) ,MOZ2CBP]t (8 ;16) (p11 ;p13) 易位在AML 中发生率约为0.3～2. 2 % ,主要见于M5 ,其次为M4 。形态学特点有巨噬细胞伴随性增多,并出现白血病细胞明显的吞噬红细胞现象。临床特点为器官浸润症状明显,常有肝脾肿大,淋巴结肿大,皮肤损害,预后差[6 ] 。
2. 9 　[ t (11 ;19) (q23 ;p13) ,MLL2ENL ]t (11 ;19) (q23 ;p13) 染色体易位使第11 号染色体长臂上的MLL 基因与第19 号染色体短臂上富含中国实验诊断学　2003 年4 月　第7 卷　第2 期— 175 —丝氨酸/ 脯氨酸的ENL ( Eleven2nineteen leukemia) 基因交互易位产生致癌的MLL2ENA 融合基因,为一部分M5 分子标志。已阐明t (11 ;19) 易位有两种类型,即19p13. 3 和9p13. 1 易位,前者形成MLL2ENL 融合基因, 后者形态MLL2ELL ( Eleven2nineteen lycin2richleukemia ,ELL) 融合基因。t (11 ;19) (q23 ;p13. 3) 易位多见于婴儿AML ,双表型白血病或ALL 。t (11 ;19)(q23 ;p13. 1) 易位见于年长幼儿和成人的AML ,或治疗相关白血病[5 ] 。
2. 10 　[ t (9 ;11) (p21～22 ;q23) ,MLL2AF9 ]t (9 ;11) (p21～22 ;q23) 为M5a 相对多见的易位染色体,也见于M4 ,是11q23 上的MLL 基因与9q23上的AF9 基因交互易位形成MLL2AF9 融合基因。有这一核型和基因类型的M5a , 多见于年青人,无侵袭性特征,对VP216 反应良好,预后较涉及M5 中11 (q23) 的其他易位为好[7 ] 。涉及q23 其他易位有t(1 ; 11) ( q21 ; q23) , t (2 ; 11) (p21 ; q23) , t ( 6 ; 11)(q27 ; q23) , ins ( 10 ; 11) (p11 ; q23q24) , t ( 11 ;17)(q23 ;q25) 。这些易位多见于M5 和M4 ,也偶见于M1 和M2 。q23 其他易位的白血病常有WBC 增高、DIC 和预后不良的特点。
2. 11 　[ t (4 ;11) (q21 ;q23) ,HRX2AF4 ]t (4 ;11) (q21 ;q23) 见于50 %的婴儿ALL 和5 %的成人ALL 。染色体易位导致11q23 上的一个与白血病发生相关的HRX 基因,与4q21 的AF4 基因形成两种融合基因(HRX2AF4 和AF42HRX) 。该易位和融合基因形成主要见于早前B - ALL ,同早前B2ALL 的发生有关。形态学上为ALL2L1 和L2。许多造血系恶性肿瘤,如白血病、MDS、淋巴瘤等都与染色体11 q23 异常有关。t (4 ;11) 易位白血病通常有以下特点: ①WBC 明显增高; ②发病多在1 岁以下;③初诊时即可有中枢神经系统浸润; ④预后很差,但年长患者则较好。涉及HRX 基因重排的还有其他易位形式,多达25 个。除了ALL 外,这一异常染色体和融合基因还见于约5 %的AML ,尤其是粒单系细胞型,在经拓扑异构酶II 抑制剂治疗后继发性白血病中发生率高达85 %。M4 和急性混合细胞白血病也可见这一染色体异常。
2. 12 　[ t (1 ;19) (q23 ;p13) , E2A(TCF3)2PBX1 ]见于25 %的婴儿ALL 和低于3 %的成人ALL ,亚型主要为前B2ALL 。为位于第19 号染色体短臂上与免疫系统密切关联的E2A 基因和位于第1 号染色体长臂上的同源盒(Homeobox) 基因PBX1 基因发生融合,从而使PBX1 基因高度表达。E2A2PBX1融合基因包括E2A 基因转录激活区域和PBX1 基因DNA 结合区域,其产物可能与前B2ALL 发生有关,此外也可累及髓系细胞。带有这一异常核型和基因类型的患者预后差。涉及19p13 的易位还有t (17 ;19) (q22 ;p13) 及其融合基因( E2A2HLF) ,t (11 ;19)(q23 ;p13) 及其融合基因(ALL12ENL) 的形成。
2. 13 　[ t (12 ;21) (p13 ;q22) ,TEL2AML1 ]见于儿童前B2ALL (或祖细胞ALL ,未见于成熟B 细胞2ALL) ,约占ALL 的10 %～20 % , CD10 阳性率高,预后较好[10 ] 。t (12 ;21) 易位使位于12p13 的TEL 基因和位于21q22 上的AML1 基因发生交互易位,导致基因重排。在t (12 ;21) 易位中AML1 基因断裂点位于其5′端,保留runt 同源区及转录活化区,通过与12p13 上的TEL 基因融合, 导致AML1/(CBFα) 失去了与DNA 结合的能力或者不能正常转录激活靶基因而致病。也可能是TEL 基因提供启动子使TEL2AML1 融合mRNA 表达增高,导致AML1靶基因转录激活处于一种不受调节状态而发生白血病。
2. 14 　[ t (8 ;14) (q24 ;q32) , IgH2MYC]这一异常核型和融合基因常见于具有ALL2L3形态学的B2ALL ,并易并发中枢神经系统白血病。免疫球蛋白( Ig) 是成熟B 淋巴细胞的表达产物,它的每个分子由四聚体构成,具有两条相同的重链( IgH) 和两条相同的轻链( IgL) ,每条链都包括可变区(V) 和恒定区(C) 。IgH 共有五个类型:γ、α、μ、δ和ε,而IgL 则有κ和λ两型。IgH 基因位于第14 号染色体长臂14q22 ,Igκ位于2p12 , 而Igλ位于22q11。在胚系状态时,这些基因含有多个不连续的可变区(V) ,连接区(J ) 和恒定区(C) 。在IgH ,在V 和J 区之间还存在着多变区(D) 。在B 细胞分化过程中, Ig基因发生重排是形成Ig 分子多样性的分子基础[11 ] 。B 系淋巴细胞白血病(L3) 常发生Ig 基因与癌基因或潜在癌基因交互易位产生融合基因。除了最常见的t (8 ;14) 易位(见于75 ²ALL) 外,还涉及8q24 其他异常有t (2 ;8) (p11～12 ; q24) 和t (8 ;22)(q24 ;q11) ,分别见于20 %和5 %的B2ALL 患者。这一易位使位于8q24 位置上的C2MYC 与Ig 重链基因IgH(14q32) 的C 区、Igλ基因(22q11) 的C 区或Igκ基因(2p12) 的V 区或C 发生重排,导致融合基因表达增高或活化(原癌基因C2MYC 失控) ,从而可能导致白血病的发生。
2. 15 　[ t (11 ;14) (p13 ;q11) ,RHOM2 (TTG2)2TCRδ]这一异常核型和基因类型见于T 系ALL 。除了— 176 — Chin J Lab Diagn ,April ,2003 ,Vol 7 ,No12常见的t (11 ;14) (p13 ;q11) 外, 还有其他多种染色体易位和融合基因的形成,如t (11 ;14) (p15 ; q11) 、t(10 ;14) (q24 ; q11) 、t (1 ;14) (p32～34 ; q11) 和t (8 ;14) (q24 ;q11) 等。但这些异常常发生于T 系为主的ALL 并常涉及14q11 ,含T 细胞受体(TCR)αδ基因的易位及其重排。TCR 是成熟T 细胞的表达产物,由四条多肽链组成,即α、β、γ和δ。每条链由相应的基因编码,产生两种类型的TCR 即TCRα/β和CRγ/δ异二聚体。与Ig 基因类似,TCR 基因由可变区(V) 、连接区(J ) 和恒定区(C) 组成,在β和δ链中尚有多变区(D) 基因片断。α、β、γ和δ链基因的染色体定位分别为14q11 ,7q35 ,7p15 和14q11 , 其中δ链基因定位于Va 和Ja 之间[11 ] 。前述的T 系ALL 多种染色体易位的一侧几乎都与TCRα( 14q11) 或者β(7q35) 位点有关,而易位另一侧累及的原癌基因编码产物多为转录因子。由于染色体易位基因重排,导致原癌基因活化可能是T系ALL 发生的因素。t (11 ;14) (p13 ;q11) 约见于10 %～20 %的儿童T系ALL 。t (11 ;14) (p13 ;q11) 的易位,以及变异易位t (7 ;11) (q34 ;p13) ,使TCRδ基因或TCRβ基因重组到与T 细胞易位基因1 (TTG1) 有50 %氨基酸同源的TTG2(RHOM2) 基因上,其所编码的蛋白具有上述TTG1 相似的性质。染色体易位后在TCRδ或TCRβ控制下,使TTG1 和TTG2 所编码的转录因子在异位表达,可能与T 细胞肿瘤的发生发展有关。t (11 ;14) (p15 ;q11) 易位使TCRδ(14q11) 的Dδ1片段5 端重组到RHOM1 ( TTG1) 的上游序列, 使TTG1 表现型异常。t (10 ;14) (q24 ; q11) 易位及变易易位t (7 ;10) (q35 ;q24) ,其中14q11 和7q35 上分别累及TCRδ和TCRβ,而10q24 上则累及一个称为同源盒的基因22HOX11 ,而HOX 的异位表达与T 系肿瘤的发生有关。另有一种特殊的易位染色体22t (5 ;14) (q35 ; q32) ,伴有HOX11L2 融合基因的形成,与白血病发生有关[12 ] ,见于儿童和青少年T2ALL ,发生率为22 %。t (1 ;14) (p32～34 ; q11) 和t (8 ;14) (q24 ; q11) 易位后重组基因所编码的蛋白同属编码碱性螺旋2环2螺旋蛋白质。t (1 ;14) (p32～34 ;q11) 约见于3 %的T系ALL ,为第14 号染色体断裂点发生于TCRδ基因内,而1 号染色体上的受累基因为T 细胞急性白血病1 ( TAL1) 基因。TAL1 基因又称干细胞白血病(SCL) 基因和T 细胞白血病5 (TCL5) 基因。t (8 ;14)(q24 ; q11) 易位为C2MYC 基因和TCRα发生重排。从而使TAL1 和C2MYC 基因在T 细胞中高度表达导致T 系白血病发生和发展。
2. 16 　7q34 (含TCRβ基因) 的易位及其融合基因这是一组涉及含TCRβ基因的易位及其融合基因的形成,包括[ t (7 ;19) (q35 ;p13) , LYL12TCRβ] 、[ t(7 ;9) (q34 ; q32) ,TAL22TCRβ] 、[ t (7 ; 9) ( q34 ;q34) ,
TAN12TCRβ] 、[ t (1 ;7) (p34 ; q34) ,TCRβ2LCK] 。LYL1称为淋巴系细胞白血病1 基因, 正常情况下,在髓系细胞、红系和B 淋巴细胞中表达。在t (7 ; 19)(q35 ;p13) 易位中, 19p13 上的断裂点发生在LYL1基因的内含子1 中,断裂的LYL1 基因与TCRβ以头2头方式交互易位。而易位的LYL1 基因仍保持它的转录活性,产生比正常稍短的转录本,可能招致白血病的发生。