Flt3基因突变与急性髓系白血病发生和预后的关系.docx

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Flt3基因突变与急性髓系白血病发生和预后的关系

Flt3基因突变与急性髓系白血病发生和预后的关系

【关键词】Flt3基因；基因突变；急性髓系白血病

　　Fms样酪氨酸激酶3（Fms-liketyrosinekinase3，Flt3）是Ⅲ型受体型酪氨酸激酶（receptortyrosinekinase，RTK）家族成员之一，在正常造血及免疫系统发育中起着重要作用。

Flt3基因突变与急性髓系白血病（acutemyelogenousleukemia，AML）的发生、预后紧密相关。

以Flt3作为靶分子已成为AML医治的一种新策略。

　　1Flt3基因结构与功能

　　结构人类Flt3基因又称作胎儿肝脏激酶-2（Fetalliverkinase-2，FLK-2）[1]和人类干细胞激酶-1（humanstemcellkinase-1，STK1）[2]，位于染色体13q12，全长约100kb，含有24个外显子，编码993个氨基酸的蛋白质。

Flt3蛋白有分子量为143KD的糖基化高甘露醇形和分子量为158KD的复合糖形两种形式，前者存在于胞内，通过糖基化进程后形成后者，并定位于膜上。

后者是Flt3在细胞表面的要紧存在形式。

　　Flt3与其它Ⅲ型RTK如kit、fms、PDGF受体有相似的结构，包括由胞外区、跨膜区和胞内区3部份组成。

胞外区是胞外配体结合区，由5个免疫球蛋白样结构域组成；跨膜区有不持续的激酶作用的位点；胞内区为酪氨酸激酶催化区，由1个胞内近膜结构域（juxtamembranedomain，JM）、2个被插入结构域分开的激酶结构域（tyrosinekinasedomain，TKD）和1个C结尾－结构域组成[3]。

最近几年来的研究说明JM结构域对维持激酶催化中心空间结构稳固性起要紧作用，对激酶活性有负调控作用[4]。

　　图1Flt3信号转导途径

　　功能Flt3在胸腺、肝、脾、淋巴结、胎盘、大、小脑、生殖腺等多种组织中表达。

在正常人骨髓中Flt3的表达仅限于CD34＋干/祖细胞，在红细胞系及成熟T、B淋巴细胞、NK细胞中无表达[5]。

Flt3配体为FL（Flt3ligand）。

无FL存在时，近膜结构域对Flt3二聚体形成和活化起着抑制作用。

当FL与Flt3受体结合，后者发生二聚体化，激酶结构域的活化环（activationloop，A-loop）构象发生改变，酪氨酸残基自身磷酸化。

激活的Flt3通过SHC与GRB2结合而激活RAS，从而进一步激活下游的效应因子如RAF、MAPK/ERK激酶。

这些下游效应因子激活核因子CREB、ELK、STATs，使造血干细胞发生增殖和活化。

另外，激活的Flt3也能够激活PI3K（phosphatidylinositol3-kinase）和RAS途径，致使增殖加速，细胞凋亡抑制[6]，见图1。

这两种信号途径通过RAS的联系提示了Flt3与白血病发生有关。

　　2Flt3基因突变

　　Flt3基因突变是造成Flt3基因异样活化的要紧缘故。

其突变形式要紧表现为两种：

近膜结构域内部串联重复（internaltandemduplications，ITDs）突变和TKD或/和JM的点突变（pointmutation，PMs）。

两种突变都可造成Flt3酪氨酸激酶的结构性活化，见图2。

　　图2Flt3基因突变常见类型

　　Flt3/ITDs是Flt3基因AML中最多见的突变类型，常出此刻外显子11，也可累及内含子11和外显子12[7]。

也有报导Flt3/ITD位于外显子14和15，而非外显子11和12[8－10]。

Flt3/ITDs的插入长度具有多态性，其长度在3～400bp之间不等，但串联复制的碱基数多是3的倍数，极少产生框移突变，因此不阻碍开放阅读框架（openreadingframe，ORF）的正常翻译进程[11,12]。

Flt3/ITDs使得Flt3基因持续活化的缘故可能的是：

（1）Flt3/ITDs造成了近膜结构域的结构改变，从而破坏了近膜结构域的自我抑制功能[13]。

（2）Flt3/ITD突变能够使细胞外的C结尾的构象发生转变，有利于Flt3二聚体的形成，致使配体非依托性磷酸化。

Flt3因磷酸化而酪氨酶激酶活性增强，致使酪氨酸残基自发激活发生磷酸化作用，激活下游信号通路，如RAS信号转导途径和转录激活因子5信号转导途径，增进细胞增殖并与AML的进展存在紧密相关[14]，见图3。

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　　图3Flt3基因突变信号转导示用意

　　在一些无Flt3/ITDs的AML患者中也存在配体非依托性的Flt3基因组成性激活，说明除Flt3/ITDs之外，可能还存在有其他类型突变致使Flt3基因激活。

最近几年来国内外的研究说明约%～%的患者显现TKD或/和JM结构域的点突变，一样能够致使Flt3基因配体非依托性激活[15,16]。

　　TKD点突变，常发生于激酶结构域Ⅱ活化环内，一样为氨基酸残基的突变，插入和缺失，最多见的是D835是第一个核苷酸G被T替代，即D835Y[17]。

另外还有D835V[18]、D835H[19]、D835E[20]、D835N[21]等。

最近，在AML中又发觉了两种新的活化环点突变，一种是第836位I的缺失，另一种是第836位I被M替换同时被R插入[22]。

这两种新的点突变与D835一样，突变也位于第2个酪氨酸激酶的活化环内，都能致使无配体情形下受体自身磷酸化，通过激活STAT5信号转导途径而抑制白血病细胞的凋亡[23]。

　　JM点突变发生频率不高，目前尚无大量的临床研究统计学数据。

已见报导的突变类型有V579A、V592A、F594L和F590GY591D等[24,25]。

研究说明JM点突变能够降低JM区对激酶活性负调剂作用，从而使Flt3持续活化并激活下游信号途径，如STAT5[26]。

研究也发觉JM点突变与Flt3/ITDs相较，对细胞的增殖作用较小，且受体自身的活化程度也较弱，推测可能是JM点突变对近膜结构域的破坏较小，未造成自我抑制功能的完全丧失[27,28]。

　　3Flt3基因突变与AML

　　急性白血病是儿童最多见的恶性肿瘤，发病率为3/10万，其中AML约占20%～30%。

近几年来，随着环境致癌因素的增加，AML的发病率及死亡率均呈上升趋势。

目前AML的发生机制仍未完全说明，但随着研究的不断深切，Flt3基因突变在AML发生、预后中的作用日趋受到重视。

　　Flt3基因突变与AML发生Flt3与其配体FL结合后能通过信号传导途径对造血发育起重要的调控作用，能调剂多能造血干细胞、初期前体细胞及不成熟淋巴细胞的生长。

1996年，Nakao等第一报导AML患者Flt3基因编码的近膜区（JM）存在Flt3/ITDs[29]。

尔后的国内外报导显示Flt3基因在70%～90%的AML患者细胞中显现异样表达，其中20%～25%的AML患者Flt3基因发生了Flt3/ITDs，并见于AML各亚型，其中以M3和M5多见，且突变率各异[30]。

咱们的研究发此刻儿童白血病患者中Flt3阳性率%，其中Flt3/ITDs突变率为%；各亚型突变率别离为M0%、M1%、M2%、M4%和M5%。

说明儿童AML在外显子11处发生Flt3/ITDs的频率极高，是儿童AML发生的要紧缘故[31]。

　　目前，Flt3异样表达和基因突变致使AML发生的分子机制尚不完全清楚。

目前大量的临床研究证明Flt3/ITDs常集于JM区中从密码子589～599富含酪氨酸残基的一段区域，从首尾相按顺序插入假设干个复制的核苷酸。

研究显示在AML细胞株研究中，Flt3/ITDs可抑制c/EBPa（repressionofCCAAT/estradiol-bindingproteinα）和的表达，阻滞髓源细胞分化；应用Flt3/ITDs抑制剂处置AML细胞株后c/EBPα表达增强[32]。

进一步的研究证明Flt3/ITDs可干扰激酶磷酸化信号通路，使STAT5（singaltransducerandactivatoroftranscription5）活化增强和c/EBPα和Pu11表达抑制[33]。

说明Flt3/ITDs有利于Flt3二聚体的形成，引发配体非依托性磷酸化，在AML的发病机制中起重要作用。

··沈阳医学院学报第12卷

　　Flt3基因突变与AML预后最近几年来大量临床研究说明，Flt3/ITDs与AML预后紧密相关。

Gale等[30]的结果显示Flt3/ITDs突变阳性AML患者与阴性组比较外周血WBC计数显著增高，CR率显著降低，化疗相关死亡率高，复发危险增高，无病生存率、无事件生存率及总生存率均显著降低。

咱们采纳PCR方式联合序列检测伴有或不伴有染色体易位的AML患者Flt3基因突变情形，结果显示：

46例伴有染色体易位患者Flt3基因表达阳性率%，其中Flt3/ITDs阳性率别离为%；伴有染色体易位Flt3/ITDs阳性患者外周血白细胞、血红蛋白、血小板、骨髓粒细胞比例虽与不伴有染色体易位Flt3/ITDs突变阳性患者大体相似，但平均生存时刻明显降低，仅为±个月[34]。

如Flt3/ITDs阳性行自异体基因造血干细胞移植的AML患者无病生存率明显提高[35]。

提示Flt3/ITDs既可作为预测AML预后的一个重要指标，也能够指导临床医治。

　　Flt3基因突变与AML微小残留病灶检测随着急性白血病化疗方案的改善和造血干细胞移植的进展，急性白血病的完全减缓（CR）率明显提高。

但是仍有许多CR患者在数年内复发，其要紧缘故是血液学CR后体内仍残留106－109白血病细胞，称为微小残留病（minimalresidualdisease，MRD）。

此刻普遍以为MRD是血液学CR乃至持续完全减缓（CCR）期间白血病复发的本源。

最近几年来分子生物学技术的进展，为常规骨髓形态学检查难以检测的MRD提供了新方式，但是目前尚缺乏适合的MRD的检测指标。

Flt3/ITDs是与AML发生及预后相关的一种重要因子，可望成为MRD检测的重要标志物。

　　Schnittger等[36]分析1003例AML患者，对34例Flt3/ITDs阳性患者进行多次检测Flt3/ITDs后以为大部份患者Flt3/ITDs为唯一可检测的标志，且与临床时期、FISH、PCR结果有较好的相关性，4例复发患者检测Flt3/ITDs比其他方式提早2～3个月检测到复发，以为Flt3可作为MRD检测标志。

咱们用Flt3基因作为AML的分子标志，通过PCR技术跟踪了AML完全减缓后的MRD，结果说明：

PCR技术检测Flt3基因的最低检出值为100pg；Flt3基因阳性AML患者，经标准医治后，半数左右的患者达到CR，其中绝大部份患者Flt3基因表达减弱或转为阴性；AML患者达CR后Flt3基因表达持续阳性或转阴后再次显现阳性，提示将发生复发[37]。

说明在完全减缓期追踪检测Flt3并分析其转变极为重要，Flt3转为阴性或长期持续阴性者预示能取得长期无病生存。

　　4结语

　　Flt3基因突变是AML中最多见的基因异样，与AML发生有着紧密关系。

Flt3/ITDs有望成为一种新的生物标志物，用于AML预后不良和MRD判定，并可能成为AML医治的新靶点。

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