急性红白血病的基因组学研究(陈苏宁)
急性红白血病的基因组学研究
江苏省血液研究所苏州大学附属第一医院
陈 苏 宁
ET PV PMF CML CEL CNL MPN-U …CMML JMML aCML
MDS/MPN-U RARA-T
RCUD RCMD RARS RAEB MDS-U …MPN
MDS/MPN MDS
AML
伴有遗传学异常AML AML-MRC 髓细胞肉瘤治疗相关性AML
母细胞性浆细胞样DC 肿瘤唐氏综合症相关髓系肿瘤AML 非特指型
M0/M1/M2/M4/M5/M7… AEL （M6）
1917
1940
1976
1985
2001
2008
Copelli ：
erythromatosis Di Guglielmo ： erythroid/myeloid leukemia
Moeschlin ：erythroleukemia
FAB: definition
FAB ：update
WHO ：definition
WHO ：update
1912
2016
WHO ：update
急性红白血病的诊断标准演进
v 急性红白血病（AEL）是AML中的一个特殊病理类型，以骨髓红系比例显著增高为主要特征
v AEL定义（WHO 2008）：骨髓红系前体细胞>50%的患者，非红系细胞中原始细胞≥20%v AEL约占AML的约5%
AEL
AEL MDS
AML
v 事实上，红系异常增生（>50%）患者并非仅见于AML，MDS患者中也可见红系异常增生数量众多，骨髓原始细胞v 如何区分红系异常增生患者为MDS还是AML？依靠骨髓原始细胞比例√
v 如何计算骨髓原始细胞比例？ANC还是NEC规则？v WHO 2008：骨髓红系前体细胞>50%的患者，非红系细胞中原始细胞≥20%→AML（AEL）
？？
骨髓原始细胞比例
20%
v 按照WHO 2008分类标准，AEL约占AML的5%
v MDS患者中也可见红系异常增生，本课题组近期统计：MDS 患者红系>50%占21.5% (256/1193)v AEL是AML中独特的病理类型
p 形态学特征：骨髓红系前体细胞异常增生p 老年人均多
p 化疗耐受性差、恢复缓慢（似乎区别于其他de novo AML，更接近MDS）v 2016年WHO 血液肿瘤分类指南中，AEL的诊断标准也是变动最大的内容
v 细胞遗传学异常：-5/5q-、-7/7q-、+8、20q-最为多见v TCGA的AML研究中仅纳入3例AEL
New E ngl J Med 2013; 368: 2059-2074.v Grossmann报道对14个基因进行NGS，发现TP53突变比例高，FLT3突变比例低
Leukemia 2013; 27: 1940-1943.
v Cervera报道对40例AEL患者进行NGS，发现TP53突变比例高于AML
Leukemia 2015 Jul 23.v AEL发病的分子机制尚不清楚
AEL的基因组学研究现状
v 2003.8-2014.10，于苏大附一院就诊的158例AEL患者，91例男性，67例女性
v 中位年龄50岁 (range, 13-83)
v 中位2.7×109/L，中位Hb 74 g/L，中位血小板37×109/L v 随访时间更新至2015年4月，中位随访30.8个月v 常规R显带核型分析
v 全外显子测序6例（初诊BMMNC和缓解期BMMNC）v 靶向DNA深测序58例
Exome sequencing identifies highly recurrent somatic GATA2 and CEBPA mutations in acute erythroid leukemia.Leukemia 2016 July 8 (epub ahead)
Leukemia. 2016 Jul 8.AEL患者的临床和实验室特征
42.4%
18.8%
14.4%
5.8%
5.6%5.4%Leukemia. 2016 Jul 8.
江苏省血液研究所AML 患者核型异常的分布
AEL患者的细胞遗传学特征
v 以-7/7q-、-5/5q-、+8、20q-最为多见，与MDS更为相似
v AML常见的t(15;17)、t(8;21)、inv(16)和11q23/MLL重排缺如
Leukemia. 2016 Jul 8.6对AEL患者全外显子测序结果
v 共检出436个非同义突变v CEBPA突变4例，GATA2突变2例
Leukemia. 2016 Jul 8.
靶向DNA测序结果
Leukemia. 2016 Jul 8.
AEL基因突变特征与MDS、AML的比较
Leukemia. 2014;28(2):241-7. N Engl J Med. 2013; May 1.
MDS Genes mutation distribution
AML Genes mutation distribution
v AML最常见的一些突变在AEL 低频或缺如：NPM1、FLT3、RAS、KIT、IDH1/2
v 发现两个转录因子GATA2和CEBPA突变率极高：22.4%、32.7%
Leukemia. 2016 Jul 8.
GAT2突变在血液肿瘤中的分布特点：AEL，N-ZF
v 陈赛娟院士等发现
C-ZF（359）突变最常见于CML-BC（急单变）
PNAS. 2008;105(6):2076-81.P304
A318L321
R330
AEL患者常见GAT2突变位点P304、A318、L321、R330，在GATA家族所有成员（1-6）均极保守，提示这些位点有重要功能
Leukemia. 2016 Jul 8.
AEL常见GAT2突变位点P304、A318、L321、R330，在人、鼠、鸡、蟾蜍、拟南芥、丙酮丁酸梭杆菌等生物中
较为保守，提示上述位点有重要的DNA结合功能
Leukemia. 2016 Jul 8.
P304
A318
L321
R330
B
C
A
GAT2突变体的蛋白结构分析
v P304、A318、L321、R330等主要突变位置，均位于蛋白表面，与DNA分子结合
v 上述氨基酸残基突变，可削弱GATA2蛋白的DNA结合能力
Leukemia. 2016 Jul 8.Leukemia. 2016 Jul 8.
293T细胞GATA2报告基因分析显示，GATA2突变体转录活性较野生型GATA2下降，R330X对野生型GATA2转录活性有dominant negative效应，GATA2突变体转染32D细胞，红系抗原Ter119、
βh1-globin 、globin 抗原表达水平上调
Leukemia. 2016 Jul 8.
原位免疫荧光检测显示，GAT2野生型和L321P蛋白位核定位，而R330X可表达于胞浆和细胞核
GATA2
5
10
15
vector
200ng wt + vector
200ng wt + P304H 200ng wt + L321P 200ng wt + R330X 200ng wt + WT *
fold transactivation
2
4
6
8
vector
P304H L321P R330X WT *
*
*fold transactivation
Leukemia. 2016 Jul 8.
GATA2-mut: GATA-LUC and CHIP-Q-PCR
GATA2-mut VS GATA2-wt
Survival proportions
20
40
60
80
020*********
HSCT (n=17)
Chemotherapy (n=54)
p=0.024
Months P e r c e n t s u r v i v a l
Survival proportions
20
40
60
80
020*********
Normal (n=25)None-complex (n=16)Complex (n=17)
p =0.005
Months
P e r c e n t s u r v i v a l
Survival proportions (IPSS)
20
40
60
80
020*********
Favorable (n=37)Intermediate (n=16)
Unfavorable (n=17)
p=0.003
Months P e r c e n t s u r v i v a l
Survival proportions (UKMRC)
20
40
60
80
020*********
Intermediate (n=56)Unfavorable (n=10)
p =0.08
Months
P e r c e n t s u r v i v a l
AEL患者的生存分析
Leukemia. 2016 Jul 8.
小 结
v 细胞遗传学特征：AEL与MDS更为相似，以-7/7q-、-5/5q-、+8、20q-最为多见，AML常见的t(15;17)、t(8;21)、inv(16)和11q23/MLL重排缺如v 基因组学特征：
p AML最常见的一些突变在AEL低频或缺如：NPM1、FLT3、RAS、KIT、IDH1/2
p 发现两个转录因子GATA2和CEBPA高比例突变
v GATA2突变位于N-ZF，接近DNA结合界面， GATA2突变可导致GATA2蛋白失活、红系抗原表达上调
Acknowledgement
Nana Ping Qian Wang Yang Xu Jia Yin Lijuan Wen Hong Yao
Qingrong Wang
Liang Ma
Li Yao
Zhao Zeng
Tongtong Zhao
Suning Chen Team member