周晉宇，輝紅蕾，尹冶，王玉明

昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院檢驗科，云南昆明650101

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一種臨床細胞遺傳學和分子生物學高度異質(zhì)性的血液惡性腫瘤，發(fā)病率3.7/10 萬。成人AML 預后一般較差，只有40%的年輕患者（年齡小于60 歲）和10%的老年患者（年齡大于60 歲）獲得了長期生存[1]。AML 的病理基礎(chǔ)是由體細胞突變、細胞遺傳學異常、表觀遺傳學改變、轉(zhuǎn)錄改變等致病因素引起的一系列細胞增殖、分化、凋亡的改變[2]。隨著“二次攻擊”理論的提出，白血病細胞遺傳改變的相關(guān)研究不斷增多，這些發(fā)現(xiàn)已被用于區(qū)分疾病分期、評估風險分層以及選擇個性化治療方案。根據(jù)歐洲白血病網(wǎng)絡(luò)（European Leukemia Net，ELN）風險分類系統(tǒng)，核磷蛋白1（nucleophosmin，NPM1）、fms 樣酪氨酸激酶3 內(nèi)部串聯(lián)重復（fms-like tyrosine kinase 3-internal tandem duplication，F(xiàn)LT3-ITD）及CCAAT/增強子結(jié)合蛋白α（CCAAT/enhancer binding protein-α,CEBPA）基因的突變?yōu)锳ML 患者的危險分層提供了依據(jù)。長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一類轉(zhuǎn)錄本超過200 個核苷酸并且缺少編碼蛋白能力的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，這些轉(zhuǎn)錄本在基因組印記及染色質(zhì)重構(gòu)、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾和細胞間信號傳遞等調(diào)控過程中起關(guān)鍵作用[3]。同時有研究運用ChIRP、RIP 和螢光素酶報告基因?qū)嶒灥确椒ń沂玖薼ncRNA 與DNA、蛋白質(zhì)以及細胞內(nèi)各種RNA 之間相互作用，從而發(fā)揮功能[4]。近年來人們越來越了解lncRNA 在惡性血液病中表達失調(diào)的生物學意義，目前已有研究證實單個lncRNA 在惡性血液病的轉(zhuǎn)化中發(fā)揮著重要作用[5-7]，但這些分子與AML 發(fā)病及預后相關(guān)基因型多樣性的潛在關(guān)系尚未得到廣泛研究。為全面揭示lncRNA 與AML 基因型多樣性的關(guān)系，我們在此將對其在疾病調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的重要作用做簡要綜述。

1 AML 患者復發(fā)基因與lncRNA 表達的關(guān)系

為了確定lncRNA 是否與細胞遺傳學正常的急性髓系白血病（cytogenetically normal AML，CN-AML）老年患者的臨床特征、復發(fā)性突變及預后相關(guān)，Garzon 等[8]使用自定義lncRNA 微陣列和RNA 測序（RNA-seq）分析了一批年齡較大的CNAML 患者。結(jié)果發(fā)現(xiàn)特定的基因突變（如NPM1、FLT3-ITD、CEBPA、IDH2、ASXL1 和RUNX1）對應(yīng)特異的lncRNA 表達譜，但這些lncRNA 是否具有功能，以及它們是否直接或間接受到這些特定基因突變所促進的生物變化的調(diào)控，還需要進一步研究。由于CN-AML 年輕患者在臨床特征、相關(guān)分子異常、預后方面與老年人不同，Papaioannou等[9]研究了377 例60 歲以下的CN-AML 成人患者lncRNA 表達的預后價值和生物學意義，結(jié)果顯示lncRNA 表達譜為這些患者提供了獨立的預后信息。在CN-AML 預后檢測的多種分子改變中，NPM1 突變、FLT3-IT 突變、CEBPA 雙表達陽性明顯地與lncRNA 表達相關(guān)，其中CEBPA 雙表達陽性與lncRNA 差異表達的相關(guān)性最強。然而，此次報道的24 種轉(zhuǎn)錄本與Garzon 等[8]發(fā)現(xiàn)的預后相關(guān)lncRNA 之間沒有重疊。這一發(fā)現(xiàn)同時也解釋了CN-AML 老年患者與年輕患者之間存在生物學差異，比如某些復發(fā)性基因突變的頻率依賴于年齡的差異。此外，De Clara 等[10]報道lncRNA XLOC_109948 是一個致癌基因，低表達lncRNA XLOC_109948 的患者預后良好，特別是在NPM1 突變的CN-AML 患者中這個趨勢更加明顯。由此可推斷出lncRNA XLOC_109948 對疾病發(fā)生發(fā)展的作用機制可能與NPM1 突變有著一定的關(guān)聯(lián)。綜上，AML 基因型的多樣性與lncRNA 表達相互關(guān)聯(lián)，既可以在基因突變的AML 患者中通過RNA-seq測序篩查出一系列與疾病進展有關(guān)的lncRNA，也可以在存在差異表達的lncRNA 的患者中找到復發(fā)基因突變的規(guī)律。

2 lncRNA 與AML 基因型多樣性的關(guān)系

2.1 lncRNA HOTAIRM1 與NPM1 突變

NPM1 基因定位于染色體5q35，總長度為23 kb，編碼由294 個氨基酸殘基組成的核仁磷酸化蛋白。NPM1 可以穿梭于細胞核和細胞質(zhì)之間，參與核糖體蛋白組裝、合成、轉(zhuǎn)運和中心體復制，還參與調(diào)控腫瘤抑制基因ARF-p53 通路，進而影響細胞周期和增殖[11]。NPM1 基因突變與lncRNA的差異表達密切相關(guān)。在NPM1 突變的患者中有35 個lncRNA 上調(diào)，37 個lncRNA 下調(diào)[9]。存在NPM1 突變的CN-AML 患者的lncRNA 信號強烈而獨特，表現(xiàn)為lncRNA 折疊變化率高和錯誤發(fā)現(xiàn)率低。此外，NPM1 突變的白血病細胞具有特殊的基因表達特征，如HOXA 轉(zhuǎn)錄本反義RNA 髓系特異性1（HOX antisense intergenic RNA myeloid 1，HOTAIRM1）表達升高。HOTAIRM1 是由同源框基因簇（Homebox A，HOXA）產(chǎn)生的一種髓系特異性表達的lncRNA，定位于人類染色體7p15[12]。HOTAIRM1 由視黃酸誘導，參與全反式維甲酸（all-trans-retinoicacid，ATRA）誘導的髓樣細胞系NB4 的分化。敲低HOTAIRM1 后抑制了NB4 細胞髓樣分化過程中HOXA1 和HOXA4 的表達，選擇性減弱了髓樣分化基因CD11b 和CD18 的轉(zhuǎn)錄，并導致更多的細胞從G1 期進展到S 期，進而影響髓系細胞分化過程[13]。雖然與NPM1 突變相關(guān)的HOX 反義轉(zhuǎn)錄本的功能尚不清楚，但我們推測這些轉(zhuǎn)錄本可能調(diào)控重疊的HOX 蛋白編碼基因或位于不同位點的其他HOX 基因，進而發(fā)揮作用。

2.2 lncRNA WT1-AS 與FLT3-ITD 突變

FLT3 基因定位于染色體13q12，其編碼蛋白屬于受體酪氨酸激酶（receptor-tyrosine kinase，RTK）家族，調(diào)節(jié)造血細胞的增殖、存活和分化。在約23%的AML 患者中檢測到FLT3-ITD 突變，典型的臨床表現(xiàn)為初診時白細胞計數(shù)高，化療敏感，誘導化療不易緩解且易復發(fā)，預后相對較差，生存率低[14]。據(jù)報道，在已發(fā)生NPM1 突變的CNAML 患者中，約30%檢測到FLT3-ITD 突變，提示兩者存在一定的聯(lián)系和相互作用[15]。由于NPM1和FLT3-ITD 突變經(jīng)常共存，它們的lncRNA 信號有很多重疊。共有26 個與FLT3-ITD 突變相關(guān)的lncRNA 信號，其中19 個上調(diào)，7 個下調(diào)[9]。近年來研究發(fā)現(xiàn)FLT3-ITD 陽性患者中l(wèi)ncRNA WT1-AS（Wilms tumor 1 antisense RNA）高表達，并調(diào)節(jié)WT1（Wilms tumor 1 gene）蛋白水平[16]。AML 患者中l(wèi)ncRNA WT1 的高表達已被證實與FLT3-ITD 突變有關(guān)，而WT1-AS 是WT1 的反義轉(zhuǎn)錄本，其表達與WT1 內(nèi)含子的甲基化有關(guān)，在體內(nèi)對WT1 蛋白水平具有正向調(diào)節(jié)作用，具有抑癌活性和促癌活性。除此之外，lncRNA WT1-AS 在AML中常發(fā)生異常剪接，這可能與疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[17]。總之，通過檢測攜帶FLT3-ITD 基因突變的AML 患者獨特的lncRNA 表達信號，是開展AML發(fā)生的病理生理機制研究的新的切入點。

2.3 lncRNA NEAT1 與CEBPA 雙表達陽性

CEBPA 基因定位于染色體19q13.1，全長3318 bp，編碼包括356 個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，是維持造血系統(tǒng)粒系分化的重要轉(zhuǎn)錄因子。CEBPA 對于阻滯細胞周期，以及在整個造血過程中抑制自體和髓系分化至關(guān)重要。臨床資料顯示，5%～14%的AML 病例中CEBPA 基因發(fā)生了突變，CEBPA 突變患者初診時外周血中血紅蛋白、白細胞計數(shù)高，骨髓原始細胞比例高，血小板計數(shù)低。在不同的細胞遺傳學危險分組的AML 患者中，CEBPA 的表達水平存在顯著差異[18]。研究人員在CEBPA 突變的CN-AML 患者中檢測到82個lncRNA 上調(diào)，186 個下調(diào)，其中l(wèi)ncRNA NEAT1下調(diào)最為明顯[9]。核富含豐富的轉(zhuǎn)錄本1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）是一種核限制性lncRNA，通過保留mRNA 在細胞核中進行編輯，而參與調(diào)控基因表達。它主要參與ATRA 治療后急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）細胞的髓系分化[19]。Zeng 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA NEAT1 抑制APL 細胞的髓樣分化。初發(fā)APL 患者外周血單核細胞中NEAT1 表達下調(diào)，尤其是在表達PML-RARα的細胞中表達顯著降低，敲低PML-RARα后NEAT1 表達上調(diào)，表明PML-RARα能抑制NEAT1 的表達。該研究還發(fā)現(xiàn)，NEAT1 在ATRA 誘導的NB4 細胞分化過程中顯著上調(diào)，應(yīng)用小干擾RNA（siRNA）敲低NEAT1 可阻斷ATRA 誘導的APL 細胞分化。此外，有研究報道lncRNA UCA1（urocancer associated 1）在CEBPA 突變的CN-AML 患者中上調(diào)。機制方面，形成了UCA1-miR-126-RAC1 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，促進白血病細胞增殖，繼而影響AML 進展[21]。因此，在臨床工作中可以通過AML 患者是否存在CEBPA 突變來預測相關(guān)的lncRNA 表達信號，從而監(jiān)測化療效果和疾病復發(fā)。

3 lncRNA 評分的生物學意義

Papaioannou 等[9]通過測序發(fā)現(xiàn)了差異表達的lncRNA 后，將這些lncRNA 轉(zhuǎn)錄本的表達值線性組合后加權(quán)可獲得預后評分，該評分與AML 患者的總生存期（overall survival，OS）、無進展生存期（event-free survival，EFS）和無病生存期（diseasefree survival，DFS）相關(guān)。良好的lncRNA 評分是較好預后的獨立預測標準。在lncRNA 評分較差的患者中，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的基因和介導免疫逃避的基因高度表達；促進惡性細胞增殖的癌基因過表達；參與淋巴細胞/白細胞活化、炎癥、損傷反應(yīng)和凋亡調(diào)控的基因較為豐富；參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控、RNA 代謝過程調(diào)控和DNA 結(jié)合的基因表達不足。因此，lncRNA 評分為AML 患者提供了有意義的預后信息，同時，這些lncRNA 也可作為新的分子靶標在疾病療效評估及預后中起重要作用。

4 結(jié)語

目前研究證明AML 的致病性受遺傳改變的高度影響，AML 細胞遺傳學和分子的多樣性使得AML 精準靶向治療非常困難。因此，研究分子特征，將AML 患者分組細化得更精確，有助于開發(fā)更有效的治療手段。這一領(lǐng)域的知識不斷擴展并指導著疾病風險分層治療決策和靶向藥物的開發(fā)，正日益成為AML 現(xiàn)代個性化臨床管理的重要組成部分。哺乳動物基因組編碼成千上萬的lncRNA，越來越多的證據(jù)表明某些lncRNA 可以作為預測人類癌癥發(fā)生及預后的生物標志物。同時近年來發(fā)現(xiàn)lncRNA 與腫瘤的病理生理機制有著緊密的聯(lián)系，這為進一步篩選腫瘤分子標志物奠定了基礎(chǔ)，也為腫瘤尋找分子治療靶標提供了依據(jù)。有研究表明，lncRNA 與血液腫瘤的惡性生物學行為明顯相關(guān)，然而有關(guān)lncRNA 分子在AML 基因表達機制異常中發(fā)揮作用的研究還在起步階段，機制尚不明確。本綜述簡要總結(jié)了參與AML 發(fā)病過程的常見基因突變，以及通過RNA測序獲得與其突變相關(guān)聯(lián)的lncRNA，將有助于進一步對AML 中的lncRNA 分子標志物進行深入研究。此外，NPM1、FLT3-ITD 突變及CEBPA 雙表達陽性與疾病發(fā)生發(fā)展的全過程密切相關(guān)，同時也提示著疾病的療效評價和預后，lncRNA 評分為AML 患者提供了有意義的預后信息，兩者聯(lián)合應(yīng)用將更有利于疾病危險分層，為醫(yī)患提供詳細的診療信息。