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第三节 细胞分子生物学检验
细胞分子生物学( molecular cell biology)检验(基因诊断),通过基因检测技术可发现染色体畸变所累及的基因位置及其表达产物,检出遗传学方法不能发现的异常,还能发现癌基因突变、抑癌基因失活、凋亡基因受抑与DNA-染色质空间构型改变。因此,在造血和淋巴组织肿瘤中,尤其是白血病的诊断、评估患者预后和指导治疗,都能提供较为精细的证据。
一、检测技术
常用技术有聚合酶链反应法( polymerase chain reaction,PCR)、荧光原位杂交( fluorescence in situ hybridization,FISH)、基因表达谱分析、比较基因组杂交和光谱核型分析等。其中最常用的是PCR和FISH,参见第五篇第三章聚合酶链反应和相关技术以及第五篇第七章肿瘤基因检测。
二、临床意义
在诊断上,基因检验也已作为常规项目用于特定类型的诊断,并为临床提供更好的提示预后的信息。
(一) AML和ALL重排(或融合)基因检查的意义
在AML和ALL细分的特定类型(表1-2-4、表1-2-5)中,需要通过基因检查确认特定的融合基因(包括基因重排后癌基因异位高表达)。如AML的 RUNX1-RUNX1T1 ( FAB分类的M2,少数为M4、M1)、 CBFB-MYH11 ( M4,少数为M2等)、 PML-RARα( M3 )、 MLLT3-MLL ( M5,少数为M4 )、 RBM15-MKL1 ( M7 )、 DEK-NUP214 ( M2、M4 ),CML和ALL的 BCR-ABL1,ALL的 MLL重排、 ETV6-RUNX1、超二倍体(特定的染色体异常类型)、低二倍体(特定的染色体异常类型)、 IL3-IGH (癌基因异位高表达)、 TCF3-PBX1等。因此,评估中还需要考虑所谓分子标记与一些疾病的交叉现象。
(二)慢性白血病中重排(或融合)基因检查的意义
慢性白血病中,最重要和最有价值的是CML的 BCR-ABL1检查。其主要临床意义有三:用于诊断(检查阳性,对于形态学疑难病例有独特价值)、排除诊断(检查阴性)和作为治疗监测指标。
(三)突变基因检查的意义
一些急性白血病,遗传学检查核型正常,部分病例融合基因检查也为正常,却检出一些与细胞行为和患者预后有关的基因突变。如与AML相关的突变有 RUNX1、 NPM1、 FLT3、 KIT、 NPM1、 CEBPA、 RAS、 DNMT3A、 TET2和 IDH1与 IDH2等。常见的如 FLT3基因突变,见于1/3核型正常的AML患者,可以预示不良预后; NPM1突变见于50%正常核型AML(核型异常者中只有10%~15%),FAB类型的M4 ( 77%)、M5a ( 71%)、M5b ( 90%)都有高突变率,M3、M4Eo和M7则尚未检出此突变; AML1 ( runt结构域)点突变见于M0和M7等。 CEBPA突变约见于9% AML病例,但其中70%为正常核型,预后良好。
(四)扩增(高表达)基因检查的意义
在白血病中,基因产物高表达也是分子病理的一个形式,对于预后和诊断也有参考意义。常见扩增基因有 MYC、 BAALC、 MN1、 ERG、 WT1、 TAL、 TTG、 TAN、 LYL等。APL、ALL ( L3)和CML急变等,都可见 MYC基因扩增,与细胞高周转相一致。ALL ( T 系)的 TAL、 TTG、 TAN、 LYL等都是染色体易位基因并置时,原癌基因被激活而在异位的高表达,是白血病/淋巴瘤的促发因素。
(五)抑癌基因失活检查的意义
抑癌基因失活也是肿瘤普遍存在的一个特征,主要原因是抑癌基因的缺失、点突变、磷酸化及其产物被癌基因蛋白结合。急性白血病、CML急变和MDS等可见 P53、 P16和 RB失活。最有意义的是用于CML急变及其演变类型的预测,急粒变往往与 P53、急淋变常与 P16、巨核细胞变与 RB的失活或缺失有关,而 N-RAS突变则是aCML急变的特点。AML中,FAB分类的M5和M4类型 RB基因表达低而预后差。
(六)凋亡基因受抑检查的意义
凋亡基因主要有 BCL-2家族、 P53、 MYC、 WT-1、 BAX、 ICE、 TRPM-2、 FAS ( APO-1)、 REL和某些融合基因(如 BCR-ABL1)。CLL等B细胞肿瘤常见BCL-2蛋白高表达以及CML的 BCR-ABL1,被认为是细胞蓄积性增加的一个因素; AML的M1和M2患者 BCL-2表达高于M3、M4和M5,且生存期短、化疗差。
(七)细胞表观遗传学异常检查的意义
通过检查DNA甲基化,组蛋白共价修饰(包括乙酰化、甲基化和磷酸化),核(小)体重塑和microRNA,可以提供诊断和预后的新信息。如AML、ALL和MDS患者都有 P15INK4b启动子区域DNA(过度)甲基化(在APL中提示预后不良,在MDS中提示疾病进展) ;参与造血的 TEL经组蛋白脱乙酰化而抑制转录,融合基因 PML-RAR通过阻遏物组蛋白脱乙酰化而抑制维A酸作用, AML1-ETO通过 ETO组蛋白脱乙酰化而瓦解 AML1靶基因功能等,都是组蛋白脱乙酰化参与了白血病发生或影响了药物治疗效果的例子。