資 娟,溫賢浩
(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院血液腫瘤科 兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地 兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶市干細(xì)胞治療工程技術(shù)研究中心,重慶 400014)
范科尼貧血(fanconi anemia,F(xiàn)A)是由于基因異常導(dǎo)致的一種遺傳性骨髓衰竭性疾病。FA多于兒童期發(fā)病,其臨床表現(xiàn)多樣,基因診斷尚未完全普及,故其診斷通常滯后。目前,F(xiàn)A的診斷方法由染色體斷裂試驗(yàn)、基因檢測及骨髓染色體分析組成。其中,雙環(huán)氧丁烷介導(dǎo)的染色體斷裂試驗(yàn)已被廣泛應(yīng)用于FA的診斷,但染色體斷裂試驗(yàn)可能出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果。因此,分子診斷應(yīng)運(yùn)而生,其通過對患者或患者下一代的基因進(jìn)行測序,提高FA的確診率。及早診斷和治療有利于改善FA患者的預(yù)后,而診斷延遲及超過10種先天畸形均為預(yù)后不良的危險因素[1]。目前公認(rèn)的根治方法為異基因造血干細(xì)胞移植,它可以治愈FA基因突變導(dǎo)致的血液系統(tǒng)異常,但對FA的其他表現(xiàn)無改善作用。雖然異基因造血干細(xì)胞移植取得成功,但移植后的治療仍面對一系列挑戰(zhàn)。許多患者因各種原因無法進(jìn)行該治療,此時可選擇口服雄激素,但僅有約50%的患者雄激素治療有效[2]。部分患者在確診或治療過程中進(jìn)展為實(shí)體腫瘤,需進(jìn)行手術(shù)治療或者放化療。因此,及早完善檢查、明確診斷及選擇有效的治療措施對改善FA患者的預(yù)后十分重要?,F(xiàn)就FA的診治進(jìn)展予以綜述。
FA是由于基因突變引起造血干細(xì)胞及祖細(xì)胞基因組不穩(wěn)定而形成。目前,已發(fā)現(xiàn)的FA基因共有21個亞型。除FANCB為X-連鎖隱性遺傳、FANCR為常染色體顯性遺傳外,其余為常染色體隱性遺傳[3-4]。這21個基因被分為兩類:FA及FA類似基因[4](表1)。其中,沒有達(dá)到典型骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndromes,MDS)及骨髓衰竭(bone marrow failure,BMF)標(biāo)準(zhǔn)患者的突變基因,被劃分為FA類似基因。這些基因編碼的蛋白根據(jù)其生化及在DNA修復(fù)過程中的功能分為3組:FANC核心復(fù)合物、ID復(fù)合物及DNA修復(fù)因子。它們編碼的蛋白共同組成一個聚合物,作用于DNA修復(fù)過程[4]。正常應(yīng)激發(fā)生時,第1組蛋白即FANC核心復(fù)合物形成復(fù)合體,催化FANCD2泛素化,泛素化后的FANCD2與第3組蛋白共同定位于染色質(zhì)上,啟動DNA損傷修復(fù),此即FA通路,它修復(fù)了模板鏈的完整性,有利于新生鏈合成[5-6]。在DNA鏈的修復(fù)過程中,同源重組、跨損傷合成及雙聯(lián)損傷修復(fù)均發(fā)揮了重要作用[7]。
FA基因突變可能增加腫瘤的發(fā)生率。據(jù)統(tǒng)計,F(xiàn)ANCD1與乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌及白血病相關(guān),有FANCD1基因突變的患者可能在疾病早期出現(xiàn)白血病(平均年齡2.2歲,其他FA基因突變者平均年齡13.4歲);FANCJ基因突變增加了卵巢腫瘤的可能,其使罹患腫瘤而死亡患者的平均生存年齡縮短3.6年[8],而食管鱗狀細(xì)胞癌與FANCD2、FANCE、FANCL及FANCA存在一定相關(guān)性[9-10]。
2.1多發(fā)性先天畸形 在一項(xiàng)針對180例FA患者的研究中,約90%的FA患者在確診時存在先天畸形,其中以牛奶咖啡斑最多見(96%),其次為骨骼畸形(小前臂、前臂缺失、小指、多指、并指等)(57%)、生長發(fā)育落后(39%)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)畸形(35%)、泌尿道畸形(34%)、生殖系統(tǒng)畸形(18%)、胃腸道畸形(13%)、眼睛畸形(12%)、內(nèi)分泌系統(tǒng)異常(9%)及心血管系統(tǒng)異常(7%)等[1]。同時,約半數(shù)患者身材矮小,這可能與生長激素缺乏及甲狀腺功能亢進(jìn)相關(guān)。
表1 FA與FA類似基因
-:否或無;FA:范科尼貧血
2.2血液系統(tǒng)異常 血液系統(tǒng)異常通常包括MDS、血液系統(tǒng)腫瘤及BMF。大多數(shù)(約77%)患者在初診時即出現(xiàn)血液系統(tǒng)異常,幾乎所有(約96%)患者最終會出現(xiàn)血液學(xué)表現(xiàn)[11]。其中,超過10%的患者在30歲之前發(fā)生MDS,發(fā)生嚴(yán)重BMF的高峰年齡為6.7歲,之后逐漸呈線性下降,部分患兒在診斷之初可無骨髓衰竭表現(xiàn),但隨著病情的進(jìn)展,75%~90%的患兒在診斷后10年內(nèi)進(jìn)展為或輕或重的BMF,超過50%的患者在20歲之前會發(fā)生嚴(yán)重的骨髓衰竭[11]。
2.3腫瘤易感性 腫瘤易感性是FA患者另一個十分重要的特征。與其他基因突變的FA患者相比,有FANCD2/BRCA2突變的FA患者發(fā)生急性髓系白血病或MDS的概率更高,同時也有很高的實(shí)體腫瘤發(fā)生風(fēng)險[12]。且發(fā)生急性髓系白血病及實(shí)體腫瘤的風(fēng)險在10歲之后呈線性上升,20~30歲趨于穩(wěn)定,在30歲左右時可超過10%[12]。除血液系統(tǒng)腫瘤外,鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生率最高,其次為肝臟、大腦和外陰的腫瘤及Wilms瘤[12]。另有研究表明,F(xiàn)A患者口腔人乳頭瘤病毒的陽性率明顯高于普通人群,提示接種人乳頭瘤病毒疫苗可能對預(yù)防口咽部腫瘤有效[13]。
3.1染色體斷裂試驗(yàn) FA經(jīng)典的診斷方法為染色體斷裂試驗(yàn)。當(dāng)基因組不穩(wěn)定時,F(xiàn)A細(xì)胞對交聯(lián)劑(絲裂霉素C、雙環(huán)氧丁烷)十分敏感。通常雙環(huán)氧丁烷試驗(yàn)陽性可診斷大多數(shù)FA,但由于體細(xì)胞嵌合體及其他遺傳性疾病的存在,染色體斷裂試驗(yàn)也可能出現(xiàn)假陰性或假陽性結(jié)果。同時,雙環(huán)氧丁烷誘導(dǎo)的染色體斷裂試驗(yàn)也為產(chǎn)前FA診斷提供了可靠的方法。有學(xué)者通過研究妊娠9~12周時絨毛取樣獲得的滋養(yǎng)細(xì)胞或15~17周時穿刺獲得的羊水細(xì)胞發(fā)現(xiàn),其可診斷FA高危妊娠[14]。此外,通過胎兒血液樣本也可以產(chǎn)前診斷FA,且3 d內(nèi)即可獲得胎兒血樣結(jié)果,因此該方法對于未能在24周前完成產(chǎn)前診斷的妊娠具有重要價值[14]。
3.2分子診斷
3.2.1基因測序 對沒有明顯臨床表現(xiàn)的FA患者,若染色體斷裂試驗(yàn)陰性,基因測序則是必需的。通過外顯子測序鑒定FANC基因的突變,并通過傳統(tǒng)聚合酶鏈反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證,F(xiàn)A患者基因檢查可獲得較高的陽性率[15]。據(jù)報道,在巴西人群中對FA基因突變概率最高的基因(FANCA、FANCC、FANCG)進(jìn)行初步篩查有助于FA患者的診斷[16]。另一項(xiàng)針對突尼斯人的研究表明,若有15號外顯子的缺失,則提示可能存在FA[17]。這為一些診斷手段缺乏的國家提供了一個相對簡單的診斷方法。
3.2.2二代基因測序 二代基因測序是一種基于大規(guī)模平行測序的FA基因突變綜合檢測方法。它能夠檢測一些用Sanger測序無法檢測到的致病畸變,并可以消除在Sanger測序過程中某些偽基因形成的阻斷作用。且二代基因測序技術(shù)有成本低、快速且可靠的特點(diǎn),因此其可能替代雙環(huán)氧丁烷介導(dǎo)的染色體斷裂試驗(yàn)成為臨床對FA可疑人群的首選試驗(yàn)[18-19]。
3.3骨髓染色體分析 骨髓染色體分析是指通過染色體G顯帶計數(shù)檢測患者是否存在染色體異??寺 A患者后期易合并血液系統(tǒng)疾病(急性髓系白血病、MDS),這些患者晚期可見染色體異常,且合并有血液系統(tǒng)惡性疾病的患者治療方式不同。有研究表明,F(xiàn)A中環(huán)形染色體的形成可能會使疾病的進(jìn)展單一化,故環(huán)狀染色體患者的早期移植對于避免急性髓系白血病的發(fā)展至關(guān)重要[20]??梢?,骨髓染色體分析具有重要意義。
4.1異基因造血干細(xì)胞移植 對于FA患者,目前公認(rèn)的根治辦法為異基因造血干細(xì)胞移植。異基因造血干細(xì)胞移植的目標(biāo)是消除細(xì)胞減少癥、MDS或白血病,同時保持移植物的一致性、無移植物抗宿主反應(yīng)和極小的遲發(fā)效應(yīng)。其適應(yīng)證包括:①嚴(yán)重BMF;②形態(tài)學(xué)MDS;③白血病。對于未達(dá)到適應(yīng)證的患者一般不提倡進(jìn)行異基因造血干細(xì)胞移植,但有進(jìn)行性高??寺⌒约?xì)胞遺傳學(xué)異常的患者有疾病惡化的高風(fēng)險,應(yīng)首先考慮異基因造血干細(xì)胞移植[21]。
若配型成功,則造血干細(xì)胞移植為首選治療。許多進(jìn)展為嚴(yán)重BMF的FA患者因多次輸血導(dǎo)致造血干細(xì)胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HCT)前鐵超載,所以增加了HCT調(diào)節(jié)方案中化療或放療的風(fēng)險[22],且僅有細(xì)胞遺傳學(xué)異常的FA患者較進(jìn)展為MDS或白血病的患者有更高的存活率,故在發(fā)生BMF、MDS、急性髓系白血病及實(shí)體腫瘤等之前是HCT的最佳時機(jī)[23]。而移植前徹底的清髓治療可以降低復(fù)發(fā)的風(fēng)險,但高劑量治療往往導(dǎo)致器官毒性和感染,故低劑量環(huán)磷酰胺、抗胸腺細(xì)胞球蛋白、低劑量放療成為FA異基因造血干細(xì)胞移植前的“標(biāo)準(zhǔn)”治療[21]。若在未進(jìn)展為MDS或急性髓系白血病時進(jìn)行移植,同胞骨髓或外周血造血干細(xì)胞移植后患者大多預(yù)后良好,且接受同胞造血干細(xì)胞移植的患者是否發(fā)生血液系統(tǒng)腫瘤、移植物抗宿主反應(yīng)及生存率與是否進(jìn)行放療無明確關(guān)聯(lián)[2]。
與一般人群相比,F(xiàn)A患者有更高的惡變率,除MDS和急性髓系白血病外,尤以頭頸部的鱗狀細(xì)胞癌最為常見[13]。研究顯示,接受HCT的FA患者較未接受HCT的患者患鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險高4.4倍,但未接受HCT的患者發(fā)生鱗狀細(xì)胞癌的年齡更早[24]。因此,F(xiàn)A患者需長期規(guī)律隨訪。對于FA合并白細(xì)胞分化異常者應(yīng)密切隨訪血常規(guī)(每3個月1次),每年行骨髓評估。對年幼以及年老的患者,需經(jīng)常評估氣道、食管和肛門生殖道。此外,還應(yīng)鼓勵患者通過避免環(huán)境暴露降低患頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險。任何兒童期發(fā)病的BMF患者均應(yīng)通過染色體斷裂分析和成纖維細(xì)胞檢測篩查FA[21]。對于晚期MDS或急性髓系白血病患者,除可能有FANCD1/BRCA2突變的患者外,若選擇移植,應(yīng)延長移植前清髓治療的細(xì)胞周期,并緊急搜索配型合適的造血干細(xì)胞供者。
目前,移植物失敗和急性移植物抗宿主反應(yīng)的發(fā)生率<10%,10歲以下患者的5年總生存率>90%[19]。且臍帶血造血干細(xì)胞移植相較異基因造血干細(xì)胞移植更易發(fā)生移植物抗宿主反應(yīng)[25]。意大利FA協(xié)會針對180例FA患者的研究發(fā)現(xiàn),在平均15.8年的隨訪中,F(xiàn)A患者的平均存活年齡為22.5歲[1]。在未進(jìn)行HCT的患者中,10、20、30年的生存率分別為88%、56%、37%;對于進(jìn)行了HCT的患者,生存率分別為85%、39%、24%[1]。經(jīng)過T細(xì)胞耗竭處理的供體移植物和抗胸腺細(xì)胞球蛋白治療共同降低了移植物抗宿主反應(yīng)發(fā)生率,氟達(dá)拉濱減少了移植物排斥反應(yīng)。但移植失敗及移植后并發(fā)癥的發(fā)生,對于移植后患者與未移植患者的預(yù)后無明顯差異[26]。異基因造血干細(xì)胞移植僅可以治愈FA基因突變導(dǎo)致的血液系統(tǒng)異常,對FA多發(fā)畸形、內(nèi)分泌系統(tǒng)異常等無改善作用。
4.2藥物治療
4.2.1雄激素 無合適配型及已進(jìn)展為MDS、急性髓系白血病或其他血液系統(tǒng)惡性疾病的患者,可選用雄激素治療。許多FA患者最初對雄激素反應(yīng)靈敏,但后期可能產(chǎn)生雄激素抵抗,并耗盡造血干細(xì)胞進(jìn)展為BMF[2]。因此,只有約50%的患者對雄激素治療有效。此外,因?yàn)樾奂に乜梢鸶蜗倭龊蜕L板過早融合,所以其限制了雄激素的長期使用。無論干細(xì)胞來源如何,在異基因造血干細(xì)胞移植前使用雄激素是FA患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險因素[21]。
4.2.2氟達(dá)拉濱 氟達(dá)拉濱是全身放療或環(huán)磷酰胺劑量增加的有力替代品,可減少人類白細(xì)胞抗原錯配移植物和受體T細(xì)胞嵌合對移植物的有害影響,但它對FA疾病本身治療無效[21]。有文獻(xiàn)報道,多拉匹莫德、曲霉毒素可挽救FA患者骨髓造血缺陷,但目前臨床證據(jù)尚不充分[27]。此外,免疫抑制劑對FA治療無效。
4.3手術(shù)治療及放療 對于已進(jìn)展為實(shí)體腫瘤的患者,手術(shù)為非侵襲性腫瘤治療的首選。若為晚期腫瘤通常選擇放療。同時,F(xiàn)A還可能合并有多個系統(tǒng)的異常,其中以內(nèi)分泌系統(tǒng)異常多見,包括甲狀腺功能障礙、生長激素缺乏和葡萄糖不耐受等,對于這些合并癥,也需要及時進(jìn)行干預(yù)。一項(xiàng)針對120例FA患者的研究顯示,甲狀腺功能減退癥的發(fā)病率很高,其中53%經(jīng)過移植的FA患者及48%未移植的患者均患有甲狀腺功能減退癥[28]。另一項(xiàng)研究表明,在22例FA患者中,有45%的患者患有甲狀腺功能減退癥,其中50%有HCT前甲狀腺功能減退的證據(jù)[29]。對于合并生長激素缺乏的患者,生長激素替代治療是安全的,且移植后治療也有效[30]。性腺功能障礙在FA男性中普遍存在,而全身放療或使用1,4-丁二醇二甲磺酸酯會增加性腺功能障礙和不育的發(fā)生風(fēng)險,故若治療目的不是根除惡性造血,應(yīng)減少全身放療及1,4-丁二醇二甲磺酸酯的使用[21]。
4.4其他治療 近年來,隨著對DNA修復(fù)機(jī)制研究的深入,基因編輯治療成為一種治療腫瘤十分重要的方式[31]。人工核酸酶和供體構(gòu)建能在細(xì)胞基因組的特定位置插入DNA序列,故藥物結(jié)合高效的基因編輯可能成為未來FA的治療方法[32-33]。
對于腫瘤細(xì)胞,F(xiàn)A路徑的缺陷使得它們依賴于互補(bǔ)性的DNA損傷修復(fù)而存活。在致死合成路徑中,兩個基因同時受到抑制才使細(xì)胞DNA修復(fù)障礙,如存在BRCA1/2突變時,應(yīng)用聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑可使細(xì)胞修復(fù)障礙,從而使腫瘤細(xì)胞死亡[10,34]。
FA的臨床表現(xiàn)具有異質(zhì)性。對可疑的FA患者進(jìn)行早期識別,及早完善染色體斷裂試驗(yàn)及基因檢查,選擇有效的治療方式對改善FA患者預(yù)后至關(guān)重要。隨著分子技術(shù)的發(fā)展,二代基因測序成為FA診斷的新趨勢,而基因編輯、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑等新興治療方式仍在不斷探索中。FA的根治方法為異基因骨髓造血干細(xì)胞移植,雄激素可用于治療無相合配型的患者及進(jìn)展為血液系統(tǒng)惡性疾病的患者。而免疫抑制劑對FA疾病本身治療無效。未來,基因治療可能成為腫瘤治療重要的方式。