论文部分内容阅读
目的: 根据白血病发生的二次打击假说(2-hit-hypothesis),在白血病发病过程中染色体异位是早期事件,为白血病细胞恶性转化提供了前提,但不足以诱发白血病;而继发的染色体损伤(常表现为基因扩增、缺失或突变)是获得白血病恶性表型的必要条件,推动了白血病细胞的恶性进程。因此,揭示白血病细胞基因组的扩增、缺失等不平衡改变将推动白血病发病机制研究进入新的里程。传统的细胞遗传学检测手段包括细胞核型分析和原位荧光杂交实验(Fluorescent in SituHybridization,FISH)。虽然目前细胞核型分析是评价白血病基因组改变的首选检测手段,但是常常由于染色体浓聚、显带不佳、细胞分裂相不足等因素影响其诊断的完整性和准确性,并且由于分辨率有限,核型分析难以发现<5兆碱基(Megabases,Mb)的DNA缺失或扩增。相对而言,FISH技术的敏感性较高,但是它又不能对白血病基因组的改变进行整体评估。而阵列比较基因组杂交(ArrayComparative Genomic Hybridization,aCGH)能够弥补以上技术的不足,它以基因组DNA为研究对象,标本取材容易;并且能够对整个基因组进行扫描,发现微小基因组改变。此外,它还能够精确基因组缺失或扩增的范围,对染色体断裂点的定义具有明显优势。 本研究旨在证实aCGH具有全面的描述急性白血病基因组改变,明确不易被传统细胞遗传学检测到的微小基因组改变,揭示白血病相关的候选基因,确定染色体不平衡异位的断裂点等优势;并且通过由G-banding细胞核型分析、aCGH和FISH组成的整合细胞遗传学检测体系发现特殊亚型的急性白血病的基因组改变特点,揭示白血病相关的癌基因及抑癌基因。 方法: 本课题采用720K高分辨率aCGH技术分别对G-banding核型分析难以确定核型的特殊急性白血病病例,存在罕见的不平衡异位需要确定染色体断裂点的急性白血病病例,以及存在罕见平衡异位的急性白血病病例进行aCGH基因组分析,并通过FISH实验确认aCGH的分析结果。此外,本课题以G-banding检测为基础,采用aCGH技术结合FISH及基因测序分析检测24例急性髓系白血病-M5(Acute Myeloid Leukemia-M5,AML-M5)患者及29例伴有-5/5q-和-7/7q-的骨髓增生异常综合征(Myelodysplastic Syndromes,MDS)/AML患者骨髓白血病细胞基因组改变,并通过统计学分析明确基因组改变与白血病临床生化指标、治疗反应的相关性。 结果: 一例同时存在AML-M0和慢性淋巴细胞白血病(Chronic LymphocyticLeukemia,CLL)患者的G-banding分析结果为t(2;5),而通过aCGH基因组扫描发现该患者存在t(2;5;11)、t(5;11)复杂染色体异位以及微小染色体扩增和缺失。另外一例病例报道为诊断为前B细胞急性淋巴细胞白血病(Acute LymphoblasticLeukemia,ALL)的21岁女患,核型分析提示该患者存在伴有t(9;22)和der(19)t(19;21)罕见重现性染色体异常。aCGH分析明确了19q13.3和21q21.1染色体断裂点,并且证明了5-NRIP1/UHRF1-3融合基因的形成。此外,本研究首次报道了一例同时伴有经典型t(15;17)和变异型t(15;16;17)(q22;q24;q21)的急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)。 aCGH发现了G-banding没有发现的3p25.3,8q23.1和12p13.2-p13.1微小缺失和8q11.2扩增。 本研究对24例AML-M5患者的基因组进行了分析,G-banding提示大部分病例为核型正常的病例;而aCGH在其中12例患者中检测到117个大小为0.004到146.263 Mb的染色体拷贝数改变(Copy Number Alterations,CNAs),其中51个(43.1%)为染色体扩增,66个(56.9%)为染色体缺失。该研究同时揭示了包含癌基因和抑癌基因(Tumor Suppressor Genes,TSGs)的重现性染色体改变。但是,统计学分析并未发现基因组CNAs与常见的临床生化参数之间具有相关性。另外一项对29例伴有-5/5q-和-7/7q-的MDS/AML患者进行的aCGH基因组扫描研究发现其中28例出现0.007到170.879Mb大小的352个CNAs。根据核型分析、FISH及aCGH结果对以上病例进行分组,可以发现同时伴有-5/5q-和-7/7q-的病例组具有独特基因组改变特点。其中ETV6基因缺失与该亚类白血病密切相关。此外,该研究还提出新型重现性t(3;7)(q26.2;q21.2),该染色体重排断裂点位于EVI1(3q26.2)基因和CDK6(7q21.2)基因。 结论: 本研究通过G-banding、 aCGH和FISH技术首先对对3例特殊急性白血病病例的基因组改变进行检测,证明aCGH能够全面描述急性白血病细胞的基因组不平衡改变,特别是在检测微小的基因组缺失或扩增,同时也能够准确定位染色体异位的断裂点,确定新型染色体异位及融合基因的形成;更为重要的是本研究应用该套以aCGH为主的整合诊断体系全面地揭示了两种特殊亚型急性白血病患者的基因组改变,确定了重现性染色体缺失和扩增区域及其累及的候选白血病基因,并通过对候选白血病基因致白血病作用的探讨,明确以上两种白血病发生发展的细胞遗传学基础,为急性白血病的基因靶向性治疗提供依据。