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ASH 2023 中国之声丨刘红星主任团队领导多中心研究,报道小细环病毒相关的急性早幼粒细胞白血病的分子机制和临床特征

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编者按:第65届美国血液学会(ASH)年会日前在美国圣迭戈(San Diego)圆满召开。作为全球血液学领域规模最大、涵盖最全面的国际学术盛会之一,吸引了来自世界各地的知名专家学者,分享、交流血液学疾病最新基础前沿、新治疗手段及方案、疾病管理策略等。在本次大会上,北京陆道培血液病研究院、陆道培医院刘红星教授团队领导的一项多中心研究入选壁报展示,该研究首次对TTMV::RARA-急性早幼粒细胞白血病(APL)的分子机制和临床特征进行了系统报道。

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研究背景

小细环病毒(TTMV)是一种在人群中普遍携带的单链环状DNA病毒,其基因组约2800个碱基。自201111Blood期刊报道在两例临床表现为PML::RARA阴性的急性早幼粒细胞白血病(APL)的患者中发现TTMV的基因组片段插入到人类基因组中,并形成TTMV::RARA融合基因,首次报道了TTMV可以特定的基因组片段整合的形式导致不典型APL的发生。至今已有6TTMV::RARA-APL的个案报道。之前的研究报道明确了TTMV::RARAAPL发病的相关性,但更具体的分子机制尚未阐明。

研究方法

共对7 TTMV::RARA-APL 病例的病毒基因组插入序列,TTMV::RARA的基因和蛋白序列进行分析。用细胞实验验证TTMV整合到人类基因组的致病序列的基因表达调控区域和蛋白编码区域的功能,以及融合蛋白的功能。

结果

共分析了来自4个中心的7TTMV::RARA-APL病例,其中5名男性和2名女性,年龄335(中位数=9)岁,其中6名儿童病例。其中有3例儿童病例是从陆道培医院的连续的1135例急性髓系白血病(AML)队列中发现的。在该队列中,在20514岁以下的AML病例中发现了3 TTMV::RARA-APL患者,在另外930≥14岁的AML 病例中没有发现TTMV::RARA-APL或其他不典型APL病例,这强烈提示TTMV::RARA-APL在儿童病例中更多见(P< 0.0001)。另外在这个队列中共鉴定了85 PML::RARA-APL3TTMV::RARA-APL病例,但并未见其他少见型APL病例。这也提示TTMV::RARA-APL发生率可能超过ZBTB16::RARA等其他各种少见的APL

所有TTMV::RARA-APL病例均表现出典型的 APL 形态学特征,转录组基因表达分析显示这组患者的基因表达模式与PML::RARA-APL相近。在部分经采用含全反式维A酸(ATRA)的化疗方案治疗的患者中,可观察到一定的治疗反应,但容易出现早期复发。在病例 #TR4 中发生了ATRA 治疗后的复发,在复发标本中观察到RARA-I387T 突变,这也进一步说明TTMV::RARAATRA有治疗反应。病例 #TR5 以髓系肉瘤发病,在缓解后复发时表现为APL,该病例临床表现为对ATRA 原发耐药,并且对多种其他化疗和靶向治疗药物广泛耐药。

对其中3例患者进行了人基因组测序,以分析TTMV的基因组整合序列。TTMV整合序列分别为1164bp2113bp2859bp,共同特征是都包括了TTMV基因组中的转录调控区和部分开放阅读框2ORF2)的编码区。整合的TTMV转录调控序列包括高度保守的基础转录调控区,包括典型的TATA盒和GC盒。近端启动子区域显示出序列多样性,但所有 3 个病例均携带 4 RUNX1结合序列。体外实验表明TTMV基础转录调控区可在293T细胞中启动基础表达,但RUNX1结合序列可响应RUNX1的表达而显著增强编码序列的表达。RUNX1是髓系细胞分化过程中重要的转录因子蛋白,TTMV转录调控序列中的多个保守的RUNX1结合序列可能与TTMV的嗜髓系细胞性,并与白血病发生于急性早幼粒细胞阶段有关。

对所有7例患者融合蛋白中的TTMV-ORF2编码序列进行了分析。所有病例都包括了TTMV-ORF2N58个氨基酸序列,其中20个为高度保守的氨基酸位点。免疫共沉淀分析显示TTMV::RARA蛋白自身形成同聚物,并且可与RXRA形成异源聚合物。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(S/T PPase)活性检测显示TTMV::RARA有很强的蛋白磷酸酶活性。UAS/GAL4 报告基因实验显示,与RARA相比TTMV::RARA蛋白对 ATRA表现出有限的浓度依赖性的反应,并且受磷酸酶活性的影响。

结论

这是关于TTMV::RARA-APL的第一项系统的研究报道。该研究的数据提示TTMV::RARA-APL可能更多发生于儿童患者,这可能与TTMV在人群中的广泛携带,以及大部分人在婴幼儿时期即获得感染有关。TTMV::RARA-APL的临床表现和治疗反应多种多样,总体预后较差。患者可能对ATRA治疗有一定的反应性,但易耐药复发,有效的治疗方案仍待进一步研究。基因序列和融合蛋白的机制分析显示TTMV的基因组整合片段同时发挥了启动响应RUNX1增强的基因异常表达、介导融合蛋白同源/异源聚合物形成、其ORF2编码的蛋白序列具有很强的磷酸酶活性,通过整合多种机制介导了APL的发生。

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专家点评:

TTMV::RARA-APL是近年来新报道的一种在人群中广泛携带的病毒以特定形式导致白血病的情况。这部分病例可能并不是很少见,但由于病毒序列的高度变异性,对分析和鉴定带来挑战,因此之前一直未能被发现。本研究第一次对TTMV::RARA-APL的分子机制和临床特征进行系统的研究报道。结果显示TTMV的基因组整合片段通过多种机制共同介导了APL的发生,可能多见于儿童病例。这部分患者对ATRA可能有有限的治疗反应,但易发生耐药复发,也有的患者表现为原发耐药。综合来看,TTMV::RARA-APL患者的临床病情多样,易复发难治,有效治疗的治疗方案仍待进一步研究。

本研究是一项多中心协作研究,病例资料由陆道培医院、北京儿童医院、苏大一附院、哈医大二院等多中心提供。该研究也充分体现了中国学者们的协作精神!

 

第一作者

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周晓苏

中国海洋大学生物学博士,中国医学科学院博士后

博士后出站后加入陆道培医学团队,后转入陆道培血液病研究院细胞生物学实验室。主要从事血液肿瘤和免疫治疗相关的免疫微环境研究、相关分子机制研究和分子诊断技术研发,发表学术论文20余篇。

中国非公立医疗机构协会病理学专委会委员、北京非公立医疗机构协会检验医学专委会委员、中国抗癌协会肿瘤基因诊断专委会委员、中国抗癌协会肿瘤疫苗专委会委员。

 

通讯作者

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刘红星

北京陆道培血液病研究院执行院长;陆道培医院病理和检验医学科主任

从事血液病实验诊断及相关研究工作,以通讯/第一作者发表学术论文130余篇。

第七届北京优秀医师;中国非公立医疗机构协会病理专委会常委兼血液病学组组长、中国医药卫生文化协会实验诊断与社会化服务专委会常委、中国抗癌协会肿瘤基因诊断专委会委员/临床检验与伴随诊断专委会委员/肿瘤疫苗专委会委员、北京非公立医疗机构协会检验专委会副主任委员、北京免疫学会理事、北京医学检验学会理事等;《中华医学杂志》通讯编委;《白血病淋巴瘤》、《分子诊断与治疗杂志》、International Journal of Medical Reviews 编委。

 
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