MICM整合诊断技术解析（六）：基因分析（中）

基因变异检测的意义

1、帮助诊断血液肿瘤

一些血液肿瘤，比如骨髓增殖性肿瘤（MPN）、骨髓增生异常综合征（MDS）、MDS/MPN综合征等，因为没有特异性的免疫学、染色体或融合基因异常，在早期时主要表现为血液细胞轻度升高或降低，因此难以与再生障碍性贫血、类白血病反应等良性疾病鉴别，既往诊断主要靠排除多种疾病，并需要较长时间的观察才能诊断。

而几乎所有恶性血液肿瘤都能检查到某种或多种基因变异，因此当具有一些患者有以上血液肿瘤的临床表现及一些实验室特征时，相关基因变异阳性对这些疾病的诊断有重要意义。基因变异检测可明显提高恶性血液肿瘤的准确率及速度。比如：

JAK2（包括V617F和Exon12）基因变异在髓系恶性肿瘤诊断中的价值：JAK2基因变异可见于多种MPN及其它血液肿瘤。JAK2 V617F变异见于约95%的真性红细胞增多症（PV）, JAK2 Exon12变异见于2-5%的PV，实际上全部的PV患者都有JAK2的激活性变异。JAK2 V617F变异见于50-60%的原发性血小板增多症（ET）或原发性骨髓纤维化（PMF），50-80%的伴铁粒幼红细胞及血小板增多的难治性贫血（RARS-T）有JAK2 V617F变异。

但是其它一些血液肿瘤也可伴JAK2、V617F基因变异，如见于8%的慢性粒单核细胞白血病，还可偶见于少数急性髓系白血病（AML）、MDS、慢性髓性白血病（CML）。

研究显示，70%的幼年型粒单核细胞白血病（JMML）有累及粒细胞和巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）信号传导途径的变异，如NRAS、KRAS、PTPN11、CBL等。Meggendorfer M等（2012）对275例慢性粒单核细胞白血病（CMML）分析了SRSF2、ASXL1、CBL、EZH2、JAK2 V617F、KRAS、NRAS、RUNX1、TET2 基因变异。发现93%的CMML至少有一种基因变异，47%（129/275）的患者有SRSF2基因变异，其中120例为SRSF2 Pro95变异。

近年的研究发现以下基因变异常见于MDS：TET2、ASXL1、DNMT3A、EZH2、SRSF2、SF3B1、IDH1、IDH2、U2AF1、ZRSR2。在MDS患者中，以下基因变异发生率分别为：TET2 20.5%-25%，DNMT3A 3%-13%，ASXL1 14.4%-20.7%，EZH2 6.4%-12%，IDH1/2 4%-12%，SF3B1见于6%-18% 非环形铁幼细胞性难治性贫血-MDS（RS-MDS）、57%-75.3%的RS-MDS，SRSF2 1.5%-11.6%，U2AF1 8%-12%，ZRSR2 1.4%-8.0%。U2AF1基因变异多见于ASXL1变异或20q-染色体异常的MDS患者。

ASXL1基因变异见于MDS、CMML、AML等髓系肿瘤患者，更多见于CMML；见于38%-43%的MDS/MPN综合征，2%-10%的前列腺癌。

一些基因变异已经进入WHO、或者国际协作组的诊断分型标准中，如CEBPA、NPM1、RUNX1等。

2、预后价值

临床指标、染色体、融合基因、基因变异、免疫标志都具有良好的预后价值。但临床医生要注意恶性肿瘤是多个基因变异引起的，每个患者可有多个基因变异，不同变异之间可以相互作用，因此分析基因变异时要综合判断。

基因变异的预后意义还与变异的位点、变异频率有关，所以还要了解不同变异位点及其频率的意义。

Elli Papaemanuil等（2016）在新英格兰杂志报道了对AML病例进行基因变异研究的结果，他们研究了1540例AML患者的111种癌症基因变异、染色体及临床资料，以确定AML的基因变异价值：患者来自三个采用强化疗的多中心临床试验，一组为18-65岁，一组为18-61岁，一组为18-84岁；中位观察5.9年，发现了5234个驱动基因，累及76个基因或者区域；发现96%的患者至少有一个驱动基因，86%患者有≥2个驱动基因。

研究结合染色体、融合基因（FG）及基因变异将AML分为10多类，最终发现更多影响预后的基因变异，基因之间相互作用会对结果产生影响；而患者白血病的驱动基因变异数量越多，总生存率（OS）越低，与初治时的年龄和白细胞计数无关；AML随着时间的发展，常伴随多个克隆同时存在，这说明 AML是复杂的。

染色体、融合基因、不同基因变异的组合影响预后。如AML同时有TP53变异及亚二倍体染色体或者复杂染色体异常，几乎无长期生存，比仅有单独一种异常的患者预后更差；同时携带ASXL1及SRSF2基因变异的预后也比仅有一种的差很多，几乎无长期生存；同时携带 MLL-PTD及FLT3-TKD变异预后很差；同时携带DNMT3A+IDH2或DNMT3A+NPM1+FLT3-ITD或 DNMT3A+NPM1+NRAS预后很差等。

因此，2017年欧洲白血病网络（ELN）将基因变异纳入预后AML的预后分层指标。随后美国国家癌症网络（NCCN）也采纳了ELN的预后分层标准。

3、帮助选择靶向药物

基因变异检测指导靶向药使用越来越成为血液肿瘤的重要治疗方法：

FLT3-ITD变异AML患者可用索拉非尼（主要对FLT3-ITD变异有效）、舒尼替尼、吉瑞替尼、米哚妥林等靶向治疗药物暂时获得完全缓解或部分缓解。目前，米哚妥林联合化疗已经是FLT3变异AML的一线治疗方案。

有KIT基因变异者用甲磺酸伊马替尼等酪氨酸激酶抑制剂（TKI）治疗有效。

伴IDH基因变异的患者可从IDH抑制剂获益。美国食品和药品管理局（FDA）已经批准艾伏尼布（ivosidenib）单药治疗老年性IDH1变异的AML；恩西地平（enasidenib）用于治疗难治复发的IDH2变异的AML。

DNA的甲基化异常者通过分离染色质与CpG岛甲基化的异常以灭活肿瘤抑制基因、激活原癌基因；表观基因异常通过基因的去甲基化或影响小RNA的机制导致恶性疾病的发生。

表观遗传学基因变异还可能是基因不稳定的原因，治疗后易诱发FLT3-ITD变异，导致白血病耐药复发（Wakita S等，2012）。表观调节基因TET2、IDH1、IDH2、DNMT3A、ASXL1等变异，MLL基因变异可采用甲基化抑制剂（5氮杂胞苷、地西他滨）及组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂治疗有效，尤其是TET2基因变异者用5氮杂胞苷疗效好。

目前维奈托克联合5氮杂胞苷已经是老年性AML的一线治疗方案。而维奈托克联合去甲基化药及其它靶向药，可能广泛用于多种血液肿瘤的治疗，使一些既往需要异基因造血干细胞移植的高危险性患者达到治愈。

伴NRAS或KRAS基因变异的AML患者可以用曲美替尼或考比替尼等治疗，可从大剂量AraC化疗获益。

以下基因变异可能用全反式维甲酸（ATRA）治疗获益：FLT3-ITD、NPM1、CEBPA、MLL基因易位。

伴JAK基因变异的血液肿瘤可从JAK基因拮抗剂治疗获益。

4、增加追踪MRD的指标

绝大多数血液肿瘤都有基因变异，治疗后可用10万层以上深度测序或者数字定量PCR定量这些变异基因，可大大提高基因监测MRD的覆盖率，以帮助判断疗效，帮助治疗决策。

5、复发机制的探讨

根据目前深度基因测序结果，每个血液肿瘤患者都可检测出多种基因变异，中位变异数达10多个，甚至可有50多个基因变异。

一些基因变异存在于几乎全部血液肿瘤细胞中，是基础变异基因；一些为驱动基因变异，一些是伴随基因变异；同一患者的血液肿瘤细胞可有不同基因变异的克隆，一些是主要克隆，一些是小克隆，还有一些为肿瘤前期克隆；治疗缓解后主要的克隆消失，肿瘤前期克隆持续存在，如果各种因素导致肿瘤前期克隆获得新的基因变异，细胞获得生长优势、失去分化成熟或凋亡的能力，血液肿瘤复发；或治疗前耐药的小克隆增长成为主要克隆，血液肿瘤复发。

这些提示血液肿瘤的复杂性及攻克的难度。我们可能需要多种方法、多种途径攻克它。由于化疗、放疗是基因变异诱变剂，如何减少诱变剂，防止细胞发生新的基因变异，从而减少耐药或复发也是我们需要努力的。

美国MD Anderson癌症中心计划对惰性B细胞淋巴瘤不用化疗，而主要用靶向药物、免疫治疗、微移植等方法，在5～10年内使其治愈率提高1倍；对侵袭性 B细胞淋巴瘤计划采用化疗联合靶向药物、免疫治疗、移植等方法，在5～10年内使其治愈率提高1倍。

此外，2016年WHO首先将遗传易感性髓系肿瘤（髓系肿瘤携带天生或遗传容易患髓系肿瘤的基因变异）单独归类，因为这类患者多数需要移植，对不同遗传易感基因患者的移植方案也应该有所调整；而且对亲缘家属供者应该对这些遗传易感基因进行筛查，以选择更好的供者。

近年来还发现越来越多的血液肿瘤遗传易感基因及天生易感基因（患者在胚胎期就携带了容易患血液肿瘤的遗传易感基因），因此遗传易感基因也成为热点研究方向。

6、提供新的免疫治疗方案

如果检测很多基因，发现很多基因变异，有些基因变异产生的蛋白具有免疫原性，这是肿瘤细胞上独有的。因此可以通过这些具有免疫原性的基因变异，开发新抗原疫苗或抗原特异性 T淋巴细胞治疗，来清除MRD，提高治愈率。但是基因变异的检测尚有其局限性，解读时应注意。

目前全基因组测序、全外显子测序、目标基因的测序等多种技术如火如荼开展，基因信息呈爆炸式的增长，如何判读这些信息，哪些是不同人的多态性，哪些是致病的基因变异还是需要深入研究的问题。

血液肿瘤是多个基因变异引起的疾病，每个患者可有多个基因变异，每个基因变异的类型也可以是多种，相同的基因在不同患者变异类型也不同，其临床意义也不同，不同变异之间可以相互作用，每个患者的基因变异类型组合等共同组成了患者疾病的独特性；这导致解读血液肿瘤基因变异临床意义的复杂性。我们在阅读文献、研究时要注意这些细节。

我们团队曾遇到几例家族性噬血细胞综合征（FHLH）基因缺陷及 EBV相关的霍奇金淋巴瘤（HL），放化疗后患者获得完全缓解（CR），也曾预测肿瘤会复发，但3年多过去了，患者未复发；而另一例患者在13年后复发。这些现象提示我们，那些易感基因会影响临床治疗路线的选择尚有待长期临床和实验室的观察。

7、药物代谢基因的检测

药物代谢受遗传基因类型或肿瘤基因变异的影响，检测这些基因可提前预测药物疗效及副作用，帮助药物组合及剂量的选择。6-巯基嘌呤或 6-硫鸟嘌呤是ALL治疗的主要药物之一，其疗效及副作用受硫代嘌呤甲基转移酶（TPMT）活性的影响。

最新的NCCN指南提出，根据患者TPMT基因型来调整药物剂量。如肿瘤细胞有CREBBP基因变异对激素容易耐药，所以对有该基因变异者应加大激素剂量或者适当调整化疗方案等。

专家介绍

童春容

高博医学（血液病）北京研究中心北京高博博仁医院

高博医学（血液病）研究中心免疫与靶向治疗学科带头人，高博医学（血液病）北京研究中心北京高博博仁医院科研院长。

血液一科（普通血液病）主任，从事血液内科临床工作及实验研究30多年。

擅长各类恶性血液肿瘤的整合诊断（整合临床病史及多种实验室诊断技术）及综合诊疗（化疗、免疫治疗、靶向治疗、中药等），注重个性化精准诊疗，尤其擅长血液肿瘤的免疫治疗。

为国内较早一批开展免疫治疗的专家之一，在CAR-T细胞治疗难治复发血液肿瘤领域为国际领先水平，获得国际学术界的认可。领导团队与企业合作联合在国内率先采用新型第二代CD19-41BB-CART CAR-T细胞治疗难治复发的急性B淋巴细胞白血病；此后联合开发了多种靶点的CART临床用于治疗血液肿瘤，包括CD1a、CD4、CD7、CD20、CD22、CD30、CD33、CD70、CD79b、CD123、CD138、CD371等。是国内外开展CART临床研究病例数及种类最多的中心治疗之一。多开发项研究成果在ASH、EHA、JSH上展示，多篇论文被《Leukemia》、《Blood Cancer Jour》等著名杂志收录。还注重发展多种免疫治疗技术，如新抗原免疫治疗等治疗血液肿瘤及实体瘤等。

作者 | 童春容

编辑 | 赵薇

排版 | Cécilia