2. 深圳市儿童医院血液肿瘤科, 广东 深圳 518038
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)。
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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)。 |
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)。
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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。 |
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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。 |
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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