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【Blood】如何采用分子遗传学检查评估MDS

临床医学

1970-01-01      

1784 0
编译:月下荷花
来源:肿瘤资讯

骨髓增生异常综合征(MDS)定义为持续血细胞减少伴血/骨髓细胞特征性形态学改变,发育异常的造血细胞对诊断MDS很重要。过去十年里,研究发现40个与MDS相关的再现性基因改变,包括对mRNA拼接、表观遗传学模式、染色质重塑、DNA修复、信号转导、转录因子和黏连蛋白非常重要的基因。NGS可检测MDS相关基因的DNA水平改变,可用于MDS诊断。美国Steensma教授在BLOOD杂志发文,以4例患者阐述了分子遗传学检查给临床实践带来的获益与挑战。

MDS诊断基础知识

MDS相关红系发育异常包括巨幼样改变、多核红细胞前体、核碎裂、环形铁粒幼细胞;粒系改变包括中性粒细胞颗粒过少或分叶过少(pseudo-Pelger-Huet);巨核细胞系包括分叶过少、碎片过多或小巨核。

然而,MDS形态学改变并非特异性,血细胞减少和形态发育异常可由其他原因引起,以至误诊MDS或与MDS共存,如营养不良、病毒感染、药物、先天或获得性骨髓衰竭综合征。为了明确MDS的诊断,2016版WHO分类中要求至少一系10%的造血细胞发育异常、核型异常(不包括非特异性结果,如Y染色体缺失)或髓系原始细胞增加(5-19%)。国际工作组最近也提出了MDS最低诊断标准,见表1。

表1 MDS最低诊断标准(根据WHO2016分类和Valent 2017)

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发育异常的评判具有一定主观性,不同读片者间存在较大差异。年龄>50岁、血细胞计数正常的健康个体骨髓检查时也有少量发育异常改变,因主观性和发育异常形态学缺少特异性,因此需更好的诊断检查帮助评估血细胞减少患者罹患MDS的可能。

4个病例,阐述分子遗传学检查的获益与挑战

病例1

患者,女,72岁,大细胞性贫血,Hb10.9g/dL,MCV101fL,血小板135×109/L,感疲劳且逐渐加重。WBC和ANC在正常范围,血涂片未见异常白细胞。患者近几年未行血象检查,既往检查结果均无异常,现正使用赖诺普利和舍曲林,血生化、B12和红细胞叶酸水平及血浆蛋白电泳均正常,因此血细胞减少原因不清。

因血细胞减少轻微,可行观察治疗,但患者对诊断非常关注,其家庭医师申请了骨髓及活检。骨髓形态学不具诊断性,只见少量发育异常巨核细胞,无ALIP、网硬蛋白纤维化增加和异常免疫组化。流式细胞检查亦无显著异常,核型正常。95基因NGS未见病理性单核苷酸变体或小的插入/缺失,无拷贝数改变。诊断ICUS,再次推荐观察。

NGS有助于排除克隆性疾病,对MDS有较高阴性预测值。近期研究报道,采用17-111PANEL血液肿瘤基因检测,74-91%WHO标准定义的MDS可检测到突变,但一小部分MDS的NGS检测阴性。设计良好的NGS阴性结果敦促医师考虑其它诊断。病例1因丈夫去世而过度饮酒,饮酒很可能是造成血象改变的原因。对患者实行心理治疗并停止饮酒后,血细胞计数恢复正常。

可能有人质疑:该患者只需系列随访,无需NGS和骨髓活检,亦可做出正确诊断,但对于超过一系血细胞减少的患者,需考虑存在进展性克隆性疾病或与其它原因引起的血细胞减少共存。NGS检测时,其结果也应与形态学和传统细胞遗传学检测结果相对应,而且NGS检测费用逐渐下降,可能会更早介入血细胞减少的诊断流程。

病例2

患者男,67岁,大细胞性贫血,Hb 11.2g/dL,MCV 100fL,已持续9个月,WBC及分类正常,血小板188×109/L。3年前因细菌性肺炎发现正细胞性贫血,之前血细胞计数一直正常。无药物应用史,无合并症可致血细胞减少,不饮酒,血生化检查、B12和红细胞叶酸水平正常。

该患者是一名医师,有于荧光镜暴露史,提示可能是暴露相关MDS。骨髓和活检显示巨幼细胞样改变或双核红细胞少见,流式细胞改变不明显,核型正常。分子遗传学检查见DNMT3A R882H 突变,变异等位基因频率(VAF)14.6%,因此该患者可能正在进展为MDS。

白血病相关驱动基因体突变见于≥10%的60岁以上人群。克隆性造血与已知的白血病驱动基因突变无关,而是源于未知的驱动突变或年龄相关的克隆飘移,这在老年尤其常见。已知的驱动突变VAF>2%时,相关的克隆扩增命名为意义未明的克隆性造血(CHIP),进展为WHO定义的MDS、AML或其它血液肿瘤风险为0.5-1.0%,CHIP亦增加心血管事件风险和死亡率。

大部分CHIP患者只有DNMT3A、TET2或ASL1单一点突变,VAF<20%,多是胸腺嘧啶替代胞嘧啶。这些突变在患者诊断AML多年前、血细胞计数正常时即可检测到,某些特定突变模式发生AML的风险更高。突变伴血细胞减少的老年患者,尤其突变与CHIP相关时,突变与血细胞减少无关的可能性增加。

近期欧洲研究发现,持续血细胞减少者,白血病相关驱动基因突变对发展为MDS和AML起到很大作用,较ICUS不伴克隆突变者风险增加近14倍。意义不明克隆性血细胞减少(CCUS)伴较高突变负荷(VAF>20%)和>1个突变或拼接因子突变时,进展风险最大。CCUS患者,4年累积进展为MDS/AML的可能性>70%,无突变的ICUS为10%。未来部分患者伴特殊突变模式时可诊断为“不伴发育异常的MDS”,此类患者生命预期缩短,自然病史与现有WHO标准诊断的MDS相似。

该患者为CCUS,较高可能进展为WHO定义的MDS或AML。患者辞去工作2年后,全血细胞减少,原始细胞增加,诊断MDS-EB2,地西他滨治疗后行异基因造血干细胞移植,MDS复发死亡。

病例3

患者女,64岁,近5年未行血常规检查,因全血细胞减少就诊,Hb 9.7g/dL, WBC 1.4×109/L,血小板 48×109/L,骨髓符合MDS-EB1,多系发育异常,环形铁粒幼细胞10%,核型为单体7 (6/20),20q缺失(8/20)。存在SF3B1 K700E (26.8% VAF)和TP53 V197M (16.0% VAF)突变。对已明确MDS诊断患者,分子检测可帮助风险分层、指导治疗选择。

2011年NEJM有文章报道,TP53、ETV6、ASL、EZH2和RUN1突变增加MDS患者IPSS评分风险分层,其后该结果得到进一步确认,证实SF3B1与预后良好相关,TP53、RUN1、EZH2和NRAS与不良预后有关,TP53突变对不良生存影响超过单倍体核型或极复杂核型。除少数靶点突变,如IDH1/IDH2 突变存在治疗药物外,NGS结果对药物选择的指导作用有限。有研究表明,TET2 突变对去甲基化药物(HMA)反应可能性较高,ASL1 突变反应较低,但上述结果不足以影响治疗选择。

NGS可能适合筛选参加临床研究的患者,如TET2突变患者采用维生素C治疗的研究,ASL1突变患者可能适合布罗莫结构域调节剂的临床研究,拼接突变者适合SF3B1抑制剂的临床研究,TP53突变者可参加P53蛋白再折叠药物治疗的临床研究。2018年6月MEDALIST研究表明,活化素受体配体陷阱luspatercept治疗可使患者脱离输血,该药可能获批治疗较低危MDS-RS,包括环形铁粒幼细胞≥15%、≥5%环形铁粒幼细胞+SF3B1 突变。

另有研究显示,高危MDS伴TP53 突变者,10天地西他滨治疗,完全反应率100%,但其它HMA研究未得出如此好的结果,TP53 突变是来那度胺治疗患者早期进展的危险因素。CIBMTR分析了>1500例异基因造血干细胞移植的MDS患者,TP53 突变者结果较差,JAK2和Ras途径突变也会减低长期生存,但偶有TP53 突变者移植后可长期生存,因此宜参加临床研究进行移植以改善不良预后。

本例患者阿扎胞苷桥接移植治疗,获完全缓解,异基因移植后给予细胞疫苗治疗,但最终死于流感病毒B感染合并细菌败血症。

病例4

患者男,72岁,左上腹胀满感,CT证实中度脾大,同时发现肝肿大和腹膜后多个淋巴结肿大,约2-3cm,血常规 Hb 11.1g/dL,MCV 93 fL,WBC 6.65×109/L,31%单核细胞,36% 中性粒细胞,24%淋巴细胞,血小板140×109/L。骨髓活检见细胞过度增生伴红系发育异常,轻度网硬蛋白纤维化,单核细胞增加,但原始和幼稚单核细胞无增加,诊断CMML-1。核型正常,MDS相关FISH无特殊发现,JAK2野生型。淋巴结活检证实为反应性,肝脏活检示局限性不规则纤维化和门脉缩窄。进一步评估隐匿性肝硬化原因,包括病毒、中毒和免疫因素均为阴性,怀疑肝纤维化可能是CMML的副肿瘤综合征。患者出现腹水并需要穿刺放液。

分子分型发现ASL1G642fs*70.6%,KIT D816V 41.8%,TET2 Q866* 45.4%,TET2 Y1255* 46.7%。因有KIT突变,骨髓、肝和淋巴结过氧化物酶染色发现纤维增生中有小簇纺锤形细胞,肥大细胞类胰蛋白酶和C-Kit阳性,畸变表达CD25,血清类胰蛋白酶>500ng/mL,无肥大细胞介导症状。给予midostaurin治疗,腹水和脾大消失,类胰蛋白酶减少>50%。因midostaurin出现耐药,给予avipiritinib治疗,再次出现治疗反应。

NGS偶见意料之外的结果,可能对其它诊断或改变诊断有帮助。本例患者为CMML,KIT D816突变常与系统性肥大细胞增生(SM)有关,因此进一步检查证实了SM伴相关血液疾病(SM-AHD),因此可选择靶向治疗,改善症状。

NGS检查获得附加诊断依赖基因测序的构成。Steensma教授所在医学中心采用单个NGS,与淋巴、浆细胞和髓系疾病相关。STAT3突变与大颗粒淋巴细胞(LGL)白血病(40-50%)相关,每例STAT3突变者后续都需接受包括T细胞受体基因重排检查以明确有无LGL。而患者在评估浆细胞肿瘤或淋巴增殖性疾病时可发现CHIP相关突变,这可能会干扰评估,因为这些突变经常与髓系肿瘤相关,因此不能确定是否同时并发MDS或髓系肿瘤,这种不确定性可能会影响治疗方案。

本例患者核型正常情况下,同时接受了MDS FISH检查,此时FISH对髓系肿瘤诊断作用较小,二者符合率96%,而且FISH发现的异常对诊断或治疗无影响,只有极少数可能会影响MDS细胞遗传学风险评分,只有在核型分析未达20个分裂相时推荐FISH检查。不过骨髓取材时无法事先保证20个分裂相,所以临床医师有时会核型与FISH同时检查,但大部分患者无需如此。

需注意的事项

MDS或考虑MDS时,解释NGS结果或分子分型时应谨慎。MDS相关基因有较高的等位基因杂合性,特异的等位基因可能影响表型或临床行为,而且多个突变共存时可能对结果的影响不同于单个突变,因此突变的解释需结合其它临床与病理数据。此外,很多单核苷酸变体的意义不清,而且不同实验室对病理性和意义不明的定义有时也不同,ASH已开始着手推荐血液疾病NGS变体的相关规则。变体的解释可能会越来越困难,因为测序已发展至全外显子或全基因组,甚至包括RNA、蛋白、表观遗传学分析结果。

更重要的是,某些变体胚系突变更常见,尤其VAF近50%时,如TP53或RUN1这类基因遗传性突变易感髓系白血病。体突变与胚系突变有很大不同,如异基因造血干细胞移植供者选择、监测非血液系统并发症(如Li-Fraumeni综合征的上皮癌)和遗传咨询等。

纤维母细胞培养或其它无血细胞污染的非造血细胞培养对区分胚系和体突变很重要。有些患者在评估是否为MDS时发现非髓系细胞中存在变体,例如SF3B1变体可见于B细胞克隆或MDS,老年患者常有单克隆B细胞增生,如与发育异常髓细胞同时存在,SF3B1变体应按照细胞来源进行检测才能得出确切结果,而这在临床多不可行。

虽然分子检测花费相对并不昂贵,但仍会大量增加费用,省略FISH会减少部分费用,医师需仔细考虑NGS费用是否与所获信息匹配,如病例1所示。目前,分子检查在发展中国家并不普遍,各种NGS PANEL检测敏感度和分析的基因数量均不同,医师对结果解释能力也千差万别,因此需要继续教育,分子病理学家的报告也能帮助医师明确各种变体意义。

结语

分子遗传学检查有助于证实无法解释的血细胞减少是否为克隆性疾病,正常结果对MDS有较高阴性预测值。NGS也可影响治疗选择或影响MDS是否移植的决定。DNA 测序正在成为多维度评估的一部分,与表观遗传学检查、RNA测序等结合对寻找隐匿病因做出诊断、预后评估和治疗监测等均有一定帮助。

参考文献

How I use molecular genetic tests to evaluate patients who have or may have myelodysplastic syndromes. Blood.2018

http://www.bloodjournal.org/content/early/2018/09/05/blood-2018-06-860882?sso-checked=true


责任编辑:肿瘤资讯-Amiee
               
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