骨髓增生异常综合征的基因突变及其临床意义

朱亚男，高鹏，肖中平，付堃，王雪梅

1．长春中医药大学临床医学院临床医学系，吉林长春130117；2．吉林省人民医院血液科，吉林长春130021

骨髓增生异常综合征是（MDS）起源于造血干细胞的肿瘤性病变，其常见症状为贫血、感染以及出血。该病可发生于任何年龄，但是以中年人居多，其唯一根治方法为造血干细胞移植。根据血细胞减少和相应的症状及病态造血、细胞遗传学异常、病理学改变，MDS的诊断不难确立。但随着高通量测序技术的发展近年来人们对MDS的认识进一步加深，在对MDS进行基因检测时，发现了多个基因突变。并且在该领域的相关研究中显示，MDS的基因突变情况和该病的预后有着密切的关系。现阶段研究中已经获得证实的观点认为，MDS突变基因可分为6大类，具体包括了转录基因突变、RNA剪切因子基因突变以及信号转导相关基因突变等。这些突变的阳性率可达到90%以上，为MDS的治疗提供了重要信息。

1 基因突变

1.1 RNA剪切因子基因突变

在MDS的基因突变中，以剪接体基因的体细胞突变发生率较高，其突变多以互斥的方式影响剪接致基因功能获得性突变出现新表型[1-5]。前mRNA剪接是真核基因表达的重要生理功能之一，剪接是由剪接体来执行，人类有两个剪接体系统：主要的U2依赖系统和次要的U12依赖系统。剪接体是由5个核内RNA与蛋白质组成的核内核糖核蛋白(snRNP)[6]。SF3B1、SRSF2、U2AF1和ZRSR2为MDS中基因突变发生率较高的剪接因子基因，编码的蛋白质都参与识别3"剪接位点[7]。其中SF3B1负责识别前mRNA 3"端附近的分支位点，突变多发生于密码子700的错义替换，其可能会导致ABCB7剪切异常，导致带有缺陷的ABCB7蛋白使线粒体内承载了过多的血红素而出现无效造血[8]。SF3B1突变多见于MDS伴环形铁粒幼细胞（MDS-RS）患者。U2AF1编码U2剪接体负责识别前mRNA内含子中的3"AG二核苷酸末端的亚基，其突变有密码子S34和Q157两个发生热点，研究发现U2AF1突变的患者20q-和+8发生的比例较高。SRSF2是造血细胞存活的必备基因，其主要参与3"剪接受体位点加工。研究发现SRSF2突变常见于慢性粒-单核细胞白血病（CMML）,并与中性粒细胞、血小板的减少相关。ZRSR2是锌指结构(CCCH型)、RNA结合基序和富含丝氨酸/精氨酸的2基因，参与3"剪接受体位点的识别。ZRSR2位于X染色体上，ZRSR2的多个突变广泛分布在整个编码区，其中大多数突变是无义或移码改变或涉及剪接供体/受体位点，导致蛋白质过早截断或结构发生较大变化，同时其功能也出现了较大的变化，甚至出现功能丧失。在男性中，出现ZRSR2基因框移突变以及剪接位点突变相对比较多[9-12]。

1.2 表观遗传学调控基因突变

表观遗传学是指不涉及DNA序列的染色体变化而导致的表型遗传变化，其包括参与DNA甲基化和组蛋白修饰的蛋白质。参与DNA甲基化的调节基因包 括DNMT3A、TET2和IDHl／IDH2等，DNMT3A是一种甲基转移酶，其可将甲基加到CpG二核苷酸的胞嘧啶上形成5-甲基胞嘧啶致基因沉默。TET2编码Tet甲基胞嘧啶双加氧酶介导CpG岛上5-甲基胞嘧啶向5-羟甲基胞嘧啶的转化，导致功能性去甲基化，该反应需要α-酮戊二酸，IDH1和IDH2可通过Krebs循环将异柠檬酸转化为α-酮戊二酸。TET2突变后会致CpG岛上去甲基化减少导致祖细胞中髓系分化关键基因的高甲基化和抑制。组蛋白功能修饰基因包括EZH2、ASXL1等，EZH2、ASXL1属PcG蛋 白 基 因 家族，PcG蛋白是一组高度保守的转录抑制因子。PcG蛋白主要由PRC1和PRC2两个核心蛋白复合体组成，其可以通过沉默基因的表达拮抗TrxG介导的基因转录激活效应来维持阻抑状态染色质的稳定性[13-14]。

1.3 粘附素基因突变

粘附素是一个大的环状蛋白复合体，主要由SMC1A、SMC3、RAD21和STAG1/2四个亚基组成。粘附素在细胞分裂、核结构、DNA损伤修复、发育和转录中具有重要作用，其可以维持姐妹染色单体的凝聚力，稳定DNA环，也可以调节转录因子向染色质的募集。研究发现粘附素和CCCTC结合因子可以调节染色质结构，并帮助建立拓扑相关结构域。粘附素基因突变主要发生于4个亚基，亚基之间的突变是相互排斥的，其中STAG2突变最频繁[15-16]。

1.4 转录因子基因突变

转录因子基因的突变主要体现在GATA2和RUNX1，其具有多样突变型，即其可以出现胚系突变，也可发出现细胞突变，其中胚系突变与髓系肿瘤易感存在一定的相关性。RUNX1是转录核心结合因子基因家族的一个成员，其亚基可与CBFβ结合形成二聚体并通过基因重排形成融合蛋白来调节基因的表达，对造血调控及分化具有重要的作用[17-20]。

1.5 信号转导相关基因突变

信号转导相关基因包括JAK2、CBL、KIT、FLT3、MPL等基因，参与异常激活激酶等信号通路，与细胞增殖相关。JAK2定位于人类染色体9p24位,通过JAKs-STATs信号通路介导细胞因子的细胞内信号转导，许多研究证实JAK／STAT途径的失调与造血系统恶性疾病密切相关。FLT3基因与干细胞生长因子的受体C-Kit、CSF-l的受体C-fms同属于第Ⅲ族酪氨酸激酸基因家族成员，定位于染色体13g12，它与FLT3配体结合能诱导受体自主磷酸化和胞浆底物磷酸化来传导信号对造血发育进行调节。

1.6 DNA损伤修复相关基因突变

DNA损伤修复基因主要包括TP53，位于染色体17p13.1上，是人类癌症中最常突变的抑癌基因。研究发现TP53突变患者复杂核型发生比例较高。

2 基因突变的作用及意义

2.1 基因突变对MDS诊断及危险度评估的作用及意义

骨髓增生异常综合征是由遗传学异常驱动的克隆性造血干细胞或祖细胞性疾病。目前MDS的诊断主要依赖骨髓细胞分析中细胞发育异常的形态学表现、原始细胞比例升高和细胞遗传学异常。但2016年WHO对MDS诊断分型进行了修订，SF3B1基因突变时环形铁粒幼红细胞≥5%就可以归为MDS伴环形铁粒幼细胞。骨髓增生异常综合征具有克隆性，部分人群造血细胞中检出克隆性遗传学标志,称为克隆性造血。研究发现[21-25]等位基因频率＞2%的突变，就有显著的克隆性和克隆造血潜能，且有些基因突变预后不佳，故基因突变的检测能给克隆性造血提供依据并在一定程度上可以评估患病风险，为目前临床推荐检测项目，但MDS的诊断是排除性诊断，因此还应进行全面的生物学评价，尤其是部分不典型患者需要经过长期随访进行确诊。

2.2 基因突变对MDS的个体化治疗的作用及意义

MDS的发生和演变是一个多步骤，累及多基因的病理过程。目前骨髓增生异常综合征患者的疾病进展情况及有效治疗情况千差万别，需个体化评价。目前使用的预后评估系统是由形态学、临床特点和细胞遗传学构成，并不包括分子遗传学数据，不能准确预测危险度。而研究发现骨髓增生异常综合征相关基因突变的进展情况对MDS的危险评估起着重要的作用，多个突变被认为在IPSS/IPSS-R分类之外具有独立的预后价值。一项对944名MDS患者的大型研究确定了14个具有预后意义的基因，并且将这14个基因与传统的IPSS-R模型相结合，能够比单独使用IPSSR或仅基于突变的模型更准确地预测生存率[26]。同时相关研究发现有些基因譬如TP53、TET2等能评价对去甲基化药物治疗的反应，并能评估造血干细胞移植后的预后情况，并能对MDS靶向药物的研究提供帮助，但由于基因突变的数量、种类、组合以及基因突变和临床因素之间的相互影响使得评估患者预后变得困难，故仍需要大量研究和数据来准确理解这些基因突变的预后价值，从而将基因突变与临床实践结合以更好的指导临床进行精准化治疗。

3 总结

MDS是一组异质性的克隆性造血系统疾病，近年来MDS的分子学研究较全面地揭示了基因突变谱系，2015年版NCCN指南也已将基因突变检测作为MDS的推荐诊断方法，基因突变促进了MDS的发生发展，并对其诊断、治疗和预后具有重大影响。相信随着对MDS发生机制和影响基因的深入研究，日后MDS的治疗将逐步进入个体化治疗时代。