Flt3基因突變與急性髓系白血病發(fā)生和預后的關系

1、Flt3基因突變與急性髓系白血病發(fā)生和預后的關系【關鍵詞】Flt3基因；基因突變；急性髓系白血病Fms樣酪氨酸激酶3(Fms-liketyrosinekinase3,Flt3)是m型受體型酪氨酸激酶(receptortyrosinekinase,RTK遂族成員之一，在正常造血及免疫系統(tǒng)發(fā)育中起著重要作用。Flt3基因突變與急性髓系白血病(acutemyelogenousleukemia,AML羽發(fā)生、預后密切相關。以Flt3作為靶分子已成為AML治療的一種新策略。1 Flt3基因結構與功能1.1 結構人類Flt3基因又稱作胎兒肝臟激酶-2(Fetalliverkinase-2,FLK-2)1和

2、人類干細胞激酶-1(humanstemcellkinase-1,STK1)2,位于染色體13q12,全長約100kb,含有24個外顯子，編碼993個氨基酸的蛋白質。Flt3蛋白有分子量為143KD的糖基化高甘露醇形和分子量為158KD的復合糖形兩種形式，前者存在于胞內，經(jīng)過糖基化過程后形成后者，并定位于膜上。后者是Flt3在細胞表面的主要存在形式。Flt3與其它m型RTK如kit、fms、PDGF受體有相似的結構，包含由胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內區(qū)3部分組成。胞外區(qū)是胞外配體結合區(qū)，由5個免疫球蛋白樣結構域組成；跨膜區(qū)有不連續(xù)的激酶作用的位點；胞內區(qū)為酪氨酸激酶催化區(qū)，由1個胞內近膜結構域(juxt

3、amembranedomain,JM)、2個被插入結構域分開的激酶結構域(tyrosinekinasedomain,TKD那1個C末端結構域構成3。近年來的研究表明JM結構域對維持激酶催化中心空間結構穩(wěn)定性起主要作用，對激酶活性有負調控作用4。圖1Flt3信號轉導途徑1.2 功能Flt3在胸腺、肝、脾、淋巴結、胎盤、大、小腦、生殖腺等多種組織中表達。在正常人骨髓中Flt3的表達僅限于CD34+干/祖細胞，在紅細胞系及成熟T、B淋巴細胞、NK細胞中無表達5。Flt3配體為FL(Flt3ligand)。無FL存在時，近膜結構域對Flt3二聚體形成和活化起著抑制作用。當FL與Flt3受體結合，后者發(fā)

4、生二聚體化，激酶結構域的活化環(huán)(activationloop,A-loop)構象發(fā)生改變，酪氨酸殘基自身磷酸化。激活的Flt3通過SHCWGRB2吉合而激活RAS從而進一步激活下游的效應因子如RAFMAPK/ERK(酶。這些下游效應因子激活核因子CREBELKSTATs使造血干細胞發(fā)生增殖和活化。止匕外，激活的Flt3也可以激活PI3K(phosphatidylinositol3-kinase)和RAS途徑，導致增殖加快，細胞凋亡抑制6,見圖1。這兩種信號途徑通過RAS的聯(lián)系提示了Flt3與白血病發(fā)生有關。2 Flt3基因突變Flt3基因突變是造成Flt3基因異?；罨闹饕颉Ｆ渫蛔冃问街饕?/p>

5、表現(xiàn)為兩種：近膜結構域內部串聯(lián)重復(internaltandemduplications,ITDs)突變和TKD/和JM的點突變(pointmutation,PMs)。兩種突變均可造成Flt3酪氨酸激酶的結構性活化，見圖2。圖2Flt3基因突變常見類型Flt3/ITDs是Flt3基因AML中最常見的突變類型，常出現(xiàn)在外顯子11,也可累及內含子11和外顯子127。也有報道Flt3/ITD位于外顯子14和15,而非外顯子11和12810。Flt3/ITDs的插入長度具有多態(tài)性，其長度在3400bp之間不等，但串聯(lián)復制的堿基數(shù)多是3的倍數(shù)，極少產生框移突變，因而不影響開放閱讀框架（openreadi

6、ngframe,ORF»勺正常翻譯過程11,12。Flt3/ITDs使得Flt3基因持續(xù)活化的原因可能的是：（1）Flt3/ITDs造成了近膜結構域的結構改變，從而破壞了近膜結構域的自我抑制功能13。Flt3/ITD突變可以使細胞外的C末端的構象發(fā)生變化，有利于Flt3二聚體的形成，導致配體非依賴性磷酸化。Flt3因磷酸化而酪氨酶激酶活性增強，導致酪氨酸殘基自發(fā)激活發(fā)生磷酸化作用，激活下游信號通路，如RAS信號轉導途徑和轉錄激活因子5信號轉導途徑，促進細胞增殖并與AMU勺進展存在密切相關14,見圖3。第3期王杰.Flt3基因突變與急性髓系白血病發(fā)生和預后的關系一圖3Flt3基因突變信

7、號轉導示意圖在一些無Flt3/ITDs的AML患者中也存在配體非依賴性的Flt3基因組成性激活，說明除Flt3/ITDs之外，可能還存在有其他類型突變導致Flt3基因激活。近年來國內外的研究表明約6.4%7.7%的患者出現(xiàn)TKD或/和JM結構域的點突變，同樣可以導致Flt3基因配體非依賴性激活15,16。TKD點突變，常發(fā)生于激酶結構域H活化環(huán)內，通常為氨基酸殘基的突變，插入和缺失，最常見的是D835是第一個核甘酸G被T替代，即D835Y17。此外還有D835V18、D835H19、D835E20、D835N21等。最近，在AML中又發(fā)現(xiàn)了兩種新的活化環(huán)點突變，一種是第836位I的缺失，另一種

8、是第836位I被M替換同時被R插入22。這兩種新的點突變與D835一樣，突變也位于第2個酪氨酸激酶的活化環(huán)內，都能導致無配體情況下受體自身磷酸化，通過激活STAT5言號轉導途徑而抑制白血病細胞的凋亡23。JM點突變發(fā)生頻率不高，目前尚無大量的臨床研究統(tǒng)計學數(shù)據(jù)。已見報道的突變類型有V579AV592AF594L和F590GY591D等24,25。研究表明JM點突變可以降低JM區(qū)對激酶活性負調節(jié)作用，從而使Flt3持續(xù)活化并激活下游信號途徑，如STAT526。研究也發(fā)現(xiàn)JM點突變與Flt3/ITDs相比，對細胞的增殖作用較小，且受體自身的活化程度也較弱，推測可能是JM點突變對近膜結構域的破壞較小

9、，未造成自我抑制功能的完全喪失27,28。3 Flt3基因突變與AML急性白血病是兒童最常見的惡性腫瘤，發(fā)病率為3/10萬，其中AM占20%-30%近幾年來，隨著環(huán)境致癌因素的增加，AML的發(fā)病率及死亡率均呈上升趨勢。目前AML勺發(fā)生機制仍未完全闡明，但隨著研究的不斷深入，F(xiàn)lt3基因突變在AM諼生、預后中的作用日益受到重視。3.1 Flt3基因突變與AM3：生Flt3與其配體FL結合后能通過信號傳導途徑對造血發(fā)育起重要的調控作用，能調節(jié)多能造血干細胞、早期前體細胞及不成熟淋巴細胞的生長。1996年，Nakao等首先報道AML患者Flt3基因編碼的近膜區(qū)(JM)存在Flt3/ITDs29。此后

10、的國內外報道顯示Flt3基因在70%-90%勺AML患者細胞中出現(xiàn)異常表達，其中20%-25%勺AML患者Flt3基因發(fā)生了Flt3/ITDs,并見于AML各亞型，其中以M3和M5多見，且突變率各異30。我們的研究發(fā)現(xiàn)在兒童白血病患者中Flt3陽性率80.33%,其中Flt3/ITDs突變率為17.21%;各亞型突變率分別為M042.86%、M122.22%、M212.90%M444.44咐口M515.38%。說明兒童AML外顯子11處發(fā)生Flt3/ITDs的頻率極高，是兒童AMUe生的主要原因31。目前，F(xiàn)lt3異常表達和基因突變導致AML發(fā)生的分子機制尚不完全清楚。目前大量的臨床研究證實F

11、lt3/ITDs常集于JM區(qū)中從密碼子589599富含酪氨酸殘基的一段區(qū)域，從首尾相按順序插入若干個復制的核甘酸。研究顯示在AMLI田胞株研究中，F(xiàn)lt3/ITDs可抑制c/EBPa(repressionofCCAAT/estradiol-bindingprotein%)和Pu.1的表達，阻滯髓源細胞分化；應用Flt3/ITDs抑制劑處理AML細胞株后c/EBP%Pu.1表達增強32。進一步的研究證實Flt3/ITDs可干擾激酶磷酸化信號通路，使STAT5(singaltransducerandactivatoroftranscription5)活化增強以及c/EBP%和Pu11表達抑制33。

12、說明Flt3/ITDs有利于Flt3二聚體的形成，引起配體非依賴性磷酸化，在AML勺發(fā)病機制中起重要作用。沈陽醫(yī)學院學報第12卷3.2 Flt3基因突變與AML預后近年來大量臨床研究表明，F(xiàn)lt3/ITDs與AML預后密切相關。Gale等30的結果顯示Flt3/ITDs突變陽性AML患者與陰性組比較外周血WB時數(shù)顯著增高，CR率顯著降低，化療相關死亡率高，復發(fā)危險增高，無病生存率、無事件生存率及總生存率均顯著降低。我們采用PC昉法聯(lián)合序列檢測伴有或不伴有染色體易位的AML患者Flt3基因突變情況，結果顯示：46例伴有染色體易位患者Flt3基因表達陽性率67.39%,其中Flt3/ITDs陽性率

13、分別為26.09%;伴有染色體易位Flt3/ITDs陽性患者外周血白細胞、血紅蛋白、血小板、骨髓粒細胞比例雖與不伴有染色體易位Flt3/ITDs突變陽性患者基本相似，但平均生存時間明顯降低，僅為(8.9士1.5)個月34。如Flt3/ITDs陽性行自異體基因造血干細胞移植的AML患者無病生存率明顯提高35。提示Flt3/ITDs既可作為預測AML1后的一個重要指標，也可以指導臨床治療。3.3 Flt3基因突變與AML微小殘留病灶檢測隨著急性白血病化療方案的改善和造血干細胞移植的進展，急性白血病的完全緩解(CR)率明顯提高。然而仍有許多CR患者在數(shù)年內復發(fā)，其主要原因是血液學CR后體內仍殘留10

14、6109白血病細胞，稱為微小殘留病(minimalresidualdisease,MRD)現(xiàn)在普遍認為MRDIb血?夜學CR乃至持續(xù)完全緩解(CCR期間白血病復發(fā)的根源。近年來分子生物學技術的發(fā)展，為常規(guī)骨髓形態(tài)學檢查難以檢測的MRD§供了新方法，然而目前尚缺乏合適的MRD勺檢測指標。Flt3/ITDs是與AML發(fā)生及預后相關的一種重要因子，可望成為MRD檢測的重要標志物。Schnittger等36分析1003例AML患者，對34例Flt3/ITDs陽性患者進行多次檢測Flt3/ITDs后認為大部分患者Flt3/ITDs為唯一可檢測的標志，且與臨床階段、FISH、PCR吉果有較好白相

15、關性，4例復發(fā)患者檢測Flt3/ITDs比其他方法提前23個月檢測到復發(fā)，認為Flt3可作為MRD僉測標志。我們用Flt3基因作為AMU勺分子標志，通過PC世術跟蹤了AML完全緩解后的MRD結果表明：PCR術檢測Flt3基因的最低檢出值為100pg;Flt3基因陽性AML患者，經(jīng)標準治療后，半數(shù)左右的患者達到CR其中絕大部分患者Flt3基因表達減弱或轉為陰性；AML患者達CR后Flt3基因表達持續(xù)陽性或轉陰后再次出現(xiàn)陽性，提示將發(fā)生復發(fā)37。說明在完全緩解期追蹤檢測Flt3并分析其變化極為重要，F(xiàn)lt3轉為陰性或長期持續(xù)陰性者預示能獲得長期無病生存。4結語Flt3基因突變是AML中最常見的基因

16、異常，與AM3生有著密切關系。Flt3/ITDs有望成為一種新的生物標志物，用于AML®后不良和MRDJ定，并可能成為AML臺療的新靶點?！緟⒖嘉墨I】1RosnetO,MarchettoS,deLapeyriereO,etal.MurineFlt3,ageneencodinganoveltyrosinekinasereceptorofthePDGFR/CSF1RfamilyJ.Oncogene,1991,6:16411650.2MatthewsVyJordanCT,WiegandGWetal.Areceptortyrosinekinasespecifictohematopoietic

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