中国当代儿科杂志  2015, Vol. 17 Issue (4): 332-336   PDF    
一步法多重RT-PCR对儿童急性淋巴细胞白血病常见融合基因的检测及意义
陈小文1, 文飞球1,2 , 吕荣钰1,2, 张民1, 祖莹1, 麦惠容2, 王缨2, 袁秀丽2, 李长钢2, 马东礼1    
1. 深圳市儿童医院儿科研究所, 广东 深圳 518038;
2. 深圳市儿童医院血液肿瘤科, 广东 深圳 518038
摘要: 目的 探讨一步法多重RT-PCR 对儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)常见4 种融合基因的检测效果。方法 2003 年1 月至2010 年12 月确诊的ALL 患儿76 例,采集所有患儿骨髓标本,提取细胞总RNA,一步法多重RT-PCR 或常规巢式PCR 法对E2A/PBX1、MLL/AF4、BCR/ABL 和TEL/AML1 融合基因进行检测;DNA测序对PCR 结果进行验证。结果 一步法多重RT-PCR 及DNA 测序验证显示76 例ALL 患儿中,TEL/AML1融合基因阳性12 例(产物长度分别为298 bp 9 例,259 bp 3 例), E2A/PBX1 融合基因阳性3 例(产物长度373 bp), BCR/ABL 融合基因阳性1 例(产物长度2124 bp),MLL/AF4 融合基因阳性7 例(产物长度分别为427 bp 1 例,673 bp 6 例),与常规巢式PCR 检出结果一致。结论 一步法多重RT-PCR 可应用于儿童ALL 常见融合基因的检测。
关键词: 急性淋巴细胞白血病     融合基因     多重逆转录聚合酶链式反应     儿童    
One-step multiplex RT-PCR for identifying common fusion transcripts in childhood acute lymphoblastic leukemia
CHEN Xiao-Wen1, WEN Fei-Qiu1,2 , LV Rong-Yu1,2, ZHANG Min1, ZU Ying1, MAI Hui-Rong2, WANG Ying2, YUAN Xiu-Li2, LI Chang-Gang2, MA Dong-Li1    
Institute of Pediatrics, Shenzhen Children's Hospital, Shenzhen, Guangdong 518038, China
Abstract: Objective To evaluate the efficiency of one-step multiplex RT-PCR for identifying four common fusion transcripts (TEL/AML1, E2A/PBX1, MLL/AF4 and BCR/ABL) in children with acute lymphoblastic leukemia (ALL). Methods Total RNA was extracted from bone marrow samples of 76 children who were newly diagnosed with ALL between January 2003 and December 2010. These RNAs were analyzed for TEL/AML1, E2A/PBX1, MLL/AF4 and BCR/ABL by one-step multiplex RT-PCR or common nested-multiplex PCR. The PCR products were confirmed by DNA sequencing. Results TEL/AML1 was found in 12 cases (the length of products was 298 bp in 9 cases and 259 bp in 3 cases), E2A/PBX1 was found in 3 cases (the length of products was 373 bp), BCR/ABL was found in 1 case (the length of products was 2 124 bp), and MLL/AF4 was found in 7 cases (the length of products was 427 bp in 1 case and 673 bp in 6 cases) using one-step multiplex RT-PCR combined with DNA sequencing. The results were consistent with those using common nested-multiplex PCR. Conclusions One-step multiplex RT-PCR may be another alternative for detection of common fusion transcripts in children with ALL.
Key words: Acute lymphoblastic leukemia     Fusion transcript     Multiplex RT-PCR     Child    

急性淋巴细胞白血病(ALL)是儿童时期最常见的恶性肿瘤,目前许多发达国家治愈率接近90%[1, 2, 3],国内大型儿童白血病诊疗中心也已达到70%~80%[4, 5]。白血病相关融合基因的研究作为白血病特异性的分子标志物之一,不但在分子水平上进一步阐明了白血病的发病机制,更为临床评价治疗效果、判断预后、制订个体化的化疗方案提供科学的依据。儿童ALL中最常见的融合基因包括t(12;21)易位形成的TEL/AML1融合基因、t(1;19)易位形成的E2A/PBX1融合基因、t(9;22)易位形成的BCR/ABL融合基因以及t(4;11)易位形成的AF4/MLL融合基因[6, 7, 8, 9, 10, 11]。其中前两对融合基因在B细胞性ALL患儿中发生率最高,AF4/MLL融合基因则在婴儿白血病中占2/3以上。以往国内的研究大多采用巢式RT-PCR的方法[12, 13, 14],作为临床常规手段显得费时费力,本研究采用单管一步法多重RT-PCR一次扩增并同时检测上述儿童ALL中最常见的4对融合基因,取得较好的检测效果,具体报道如下。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选取2003年1月至2010年12月本院确诊的76例ALL初发患儿为研究对象,其中男53例,女23例,年龄范围5 d~12岁,中位年龄4.13岁。ALL的诊断及FAB分型标准参照小儿急性淋巴细胞白血病诊疗建议(第二次修订草案)[15];68例患儿接受流式细胞免疫分型,其中B细胞型64例,T细胞型3例,NK细胞型1例。2005年6月以前,化疗方案按小儿急性淋巴细胞白血病诊疗建议(第二次修订草案)[15]进行,以后按GZ2002 ALL化疗方案[4]进行。本研究已获得患儿家属知情同意。

1.2 RNA抽提及cDNA制备

抽取ALL患儿化疗及输血前骨髓液(白血病细胞比例占80%以上)1~1.5 mL,使用QIAamp® RNA Blood Mini Kit(QIAGEN,德国)抽提或采用TRIzol(INVITROGEN,美国)提取总RNA,紫外分光光度计测定浓度和纯度。1 μg总RNA使用禽成髓细胞瘤病毒逆转录酶(大连宝生物公司)逆转录获取cDNA。

1.3 一步法多重RT-PCR和巢式PCR检测融合基因

(1)一步法多重RT-PCR:E2A/PBX1、AF4/MLL、BCR/ABL和TEL/AML1融合基因及内参18S RNA的引物设计参照文献[16, 17]表 1),引物由上海英骏生物技术有限公司合成,采用PrimeScript? One Step RT-PCR Kit(大连宝生物公司)试剂盒行RT-PCR。反应体系(25 μL):PrimeScript One Step Enzyme Mix 1 μL,2×One Step Buffer 12.5 μL,上下游引物(10 μM)各1 μL,RNA模板0.5 μL,余体积用ddH2O补足。反应条件:50℃逆转录30 min;94℃预变性2 min;94℃变性30 s,57℃退火30 s,72℃延伸2 min,循环35次;72℃延伸6 min。

(2)巢式PCR:引物设计参照文献[17]表 2),由上海英骏生物技术有限公司合成。以cDNA为模板进行两轮PCR。第一轮PCR反应体系(25 μL):cDNA模板1 μL,10×Ex Taq缓冲液2.5 μL,dNTP混合物2 μL,上下游引物各0.5 μL,EX Taq DNA聚合酶0.25 μL,余体积用ddH2O补足。反应条件为:94℃预变性3 min;94℃变性30 s,57℃退火30 s,72℃延伸2 min,循环30次;最后72℃延伸6 min。第二轮PCR 反应体系(25 μL):模板(第一轮PCR产物)0.5 μL,10×Ex Taq缓冲液2.5 μL,dNTP混合物2 μL,上下游引物各0.5 μL,EX Taq DNA聚合酶0.25 μL,余体积用ddH2O补足。反应条件为:除退火温度改为58℃外,其他条件与第一轮相同。PCR反应均在Tprofessional Std Gradient 96扩增仪(Biometra公司,德国)上扩增,扩增产物以15 g/L琼脂糖凝胶进行电泳,电泳25 min 后,于凝胶成像系统进行分析。

1.4 DNA测序分析

对在分析中发现的有异常条带的样本进行DNA测序分析验证,测序由上海生工或大连宝生物公司完成。

2 结果 2.1 一步法多重RT-PCR检测结果

一步法多重RT-PCR对ALL患儿最常见的4对融合基因进行检测,结果显示TEL/AML1融合基因阳性12例(产物长度298 bp 9例,259 bp 3例),E2A/PBX1融合基因阳性3例(产物长度373 bp),BCR/ABL融合基因阳性1例(产物长度2 124 bp),MLL/AF4融合基因阳性7例(产物长度427 bp 1例,673 bp 6例)。各种长度片段代表性电泳图谱见图 1A,与常规巢式PCR方法检出结果一致(图 1B)。

图 1 两种方法检测融合基因琼脂糖凝胶电泳分析图  A:一步法多重RT-PCR:M:DNA 分子标准;1:TEL/AML1 亚型(259 bp);2:TEL/AML1 亚型(298 bp);3:E2A/PBX1 亚型(373 bp);4:MLL/AF4 亚型(427 bp);5:MLL/AF4 亚型 (673 bp);6:BCR/ABL 亚型(2 124 bp);7:未检测到4 种融 合基因的阴性标本(仅有187 bp 片段)。泳道1~7 中187 bp 的 条带为内参18S RNA 的PCR 扩增产物。B:巢式PCR:M:DNA 分子标准;1:TEL/AML1 亚型(142 bp);2:TEL/AML1 亚型 (181 bp);3:E2A/PBX1 亚型(289 bp);4:MLL/AF4 亚型 (370 bp);5:MLL/AF4 亚型(616 bp);6:BCR/ABL 亚型(186 bp)。
2.2 DNA测序结果

针对两种较少见亚型融合基因扩增产物进行DNA测序,结果显示与预期相符。其中1例BCR/ABL亚型片段长度证实为2 124 bp,为M-BCR-ABL-b3a3型,即BCR基因外显子14与ABL基因外显子3的融合(e14e3)(图 2),此类型在儿童白血病中报道较少。6例MLL/AF4亚型片段长度均为673 bp,为MLL基因外显子11与AF4基因外显子4的融合(e11e4型)(图 3)。

图 2  BCR 与ABL 基因融合位置的DNA 测序图 该融合基因左边部分为人类ABL 基因序列,右边部分为人类BCR 基因序列。

图 3 MLL 与AF4 基因融合位置的DNA 测序图  该 融合基因左边部分为人类MLL 基因序列,右边部分为人类AF4 基 因序列。
2.3 融合基因阳性ALL患儿的临床特征

76例ALL患儿中,TEL/AML1阳性12例(16%),其中11例为B系ALL;年龄1~11岁(中位年龄5.5岁),外周血WBC计数为2.8~74.7×109/L(中位数10.5×109/L);10例阳性患儿接受治疗,第15天完全缓解(CR)7例(70%),随访5~36个月,无早期死亡病例。TEL/AML1阴性患儿64例,年龄5 d~9岁(中位年龄4.8岁),外周血WBC计数为5.3~139.3×109/L(中位数29.6×109/L);42例阴性患儿接受治疗,第15天CR 25例(60%),随访4~45个月,早期死亡6例。

MLL/AF4阳性7例(9%),均为B系ALL;年龄5 d~6岁(中位年龄1.9岁),外周血WBC计数为15.3~139.3×109/L(中位数39.5×109/L);3例阳性患儿接受治疗,第15天CR 1例,第33天CR 1例,分别随访37个月、42个月,未复发;1例33 d CR,随访47个月时骨髓复发后转其他院治疗。

E2A/PBX1阳性3例(4%),均为B系ALL;年龄10个月~10岁,外周血WBC计数为15.3~68.6×109/L(中位数31.5×109/L);第15天CR 1例,第33天CR 1例,1例转他院治疗。

BCR/ABL阳性1例(1%),患儿女,7岁,外周血WBC计数为11.2 ×109/L,FAB分型为L1型,免疫分型为B细胞型,转他院治疗。

3 讨论

白血病融合基因筛查检测国内报道不少,主要包括荧光原位杂交(FISH)和PCR方法[11, 12, 13, 14, 15, 16]。PCR检测方法则大多采用巢式PCR,存在相对繁琐、易污染等缺点。本研究根据儿童白血病常见融合基因的分布特点,借鉴国外的一些相关研究,进行了更为简单的多重一步法RT-PCR检测常见儿童白血病融合基因的初步尝试。电泳及测序结果显示本研究中使用的简单的多重一步法RT-PCR能检测出4种目的融合基因,可为国内儿童常见白血病融合基因的快速筛查提供新的参考思路。

本次融合基因检测研究中,4种融合基因TEL/AML1、E2A/PBX1、BCR/ABL及MLL/AF4的检出率分别为16%、4%、1%和9%,与国内外报道基本一致[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13]。本研究对两种较少见的融合基因亚型进行了测序证实,进一步确认了一步法多重RT-PCR的检出结果。综合相关融合基因断裂点等数据进行辅助判断,该方法在儿童ALL中应用还是有较大价值。对于条带较弱不能确定的标本,还可进行一到两种单重PCR进行验证。

4种融合基因中,TEL/AML1是小儿ALL最常见的基因改变,TEL-AML1阳性已作为临床低危的一项重要指标,与化疗敏感、复发率低相关。阳性组患儿初发时外周血WBC与阴性组患儿有差异,与朱晓华等[12]及左英熹等[18]的报道一致。本研究检测到7例MLL/AF4 基因异常,占9%,其中3例为婴儿白血病。MLL基因重排患儿预后极差,是临床高危的一项重要指标。本组3例携带MLL基因重排的患儿在我院进行了临床治疗,1例高危患儿,强烈化疗后已CR 3年8个月;另1例经诱导化疗15 d即达CR 3年;另1例经强烈化疗获得CR 47个月后骨髓复发,这提示临床对涉及MLL基因患者化疗应予强烈化疗,可改善近期疗效。本次研究检测到3例E2A/PBX1异常融合,采用强烈化疗,2例患儿均达CR。1例BCR/ABL患儿放弃治疗,未能进行有效观测。

近年来,白血病融合基因的检测主要以荧光定量PCR检测为主流发展方向,其主要优势在于灵敏度高、闭管分析无污染等特点,但它存在仪器昂贵、试剂成本检测费用高等缺点,特别在目标基因种类较多的基因筛查中更为凸显。因此常规PCR为基础的初筛系统还是非常必要,特别是在发展中国家、不发达地区。通过多重RT-PCR作为初筛手段,再结合荧光定量PCR追踪目的融合基因为靶标的微小残留病检测,应该是现阶段白血病融合基因检测的主流选择之一。本研究则是针对儿童急性淋巴细胞白血病融合基因的分布特点,对一步法多重RT-PCR初筛手段进行了优化,取得了较为理想的结果,有一定的推广价值。

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