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多发性骨髓瘤基因组学变化

 赟1024 2019-04-26

多发性骨髓瘤(MM)异常克隆性浆细胞在骨髓内增殖,抑制正常浆细胞和造血细胞增生,最终导致免疫抑制,贫血,溶骨性病变和肾功能不全。

细胞遗传学分析已经发现骨髓瘤存在多种基因突变,大部分集中在结构重排和拷贝数异常,主要包括原发性IgH易位和奇数染色体的超二倍体和三倍体。

最常见的染色体易位包括t(11;14),t(4;14),t(14;16),t(14;20)和t(6;14),发生率分别为15%,12%,3%,2%和1%。

-共鉴定出63个骨髓瘤相关的驱动基因突

新检测到的癌基因包括:

PTPN11-MEK/ERK信号激活因子

PRKD2-蛋白激酶D

SF3B1-剪接体因子

IDH1,IDH2-DNA甲基化基因

新发现的抑癌基因突变包括:

泛素连接酶UBR5-凋亡的调控中起着核心作用

泛素连接酶HUWE1-影响MYC基因表达

癌基因突变更为活跃,明显高于抑癌基因突变,提示在MM的发病机制中占主要作用,TP53则是特例。

突变导致的信号通路活化包括:

MEK/ERK信号通路-KRAS,NRAS,BRAF,PTPN11,RASA2,NF1,PRKD2,and FGFR350.0%

NF-κB信号通路-TRAF2,TRAF3,CYLD,NFKB2,NFKBIA14%

G1/S细胞周期调控-CCND1,RB1,CDKN2C,CDKN1B5.0%

调节表观遗传-HIST1H1E,KMT2C,CREBBP,ARID1A,KMT2B,ATRX,EP300,SETD2,TET2,KDM5C,ARID2,DNMT3A,KDM6A,NCOR1,IDH1,IDH224.4%

-突变的数量增加与不良预后相关

15.9%的患者没有任何63种基因突变,84.1%患者检测到≥1突变,55%检测≥2突变,27.6%≥3突变,11.9%≥4突变。

随着突变基因增多,无进展生存和总体生存率明显下降,提示与疾病预后不佳相关P<001

-DNA不稳定性与不良预后相关

-基因拷贝数异常与突变相关性

除了已知的Del17pTP53突变相关,导致TP53双等位基因失活。其它如:Del13qDIS3突变Del16qCYLDWWOX突变、以及Del14qTRAF3MAX突变相关。

-染色体异位决定了特定突变,并导致不同骨髓瘤亚群

染色体易位和癌基因突变之间存在显著的关联,如在t(4;14)易位中常发生FGFR3,PRKD2,和ACTG1突变,t(11;14)易位与CCND1,IRF4,LTB,和HUWE1突变相关,t(14;16)发生MAF突变,t(14;20)发生MAFB突变,超二倍体常出现CDKN1B,FUBP1,NFKB2,PRDM1,PTPN11,RASA2,RFTN1,和SP140突变。

这种染色体异常和突变的特定组合提示骨髓瘤细胞非单一群体,即特定的基因突变决定了特定的肿瘤细胞亚群。

总结

基因组学的研究有助于发现骨髓瘤的分子发病机制。

目前已知MM疾病进程是一个复杂而漫长的过程,在疾病早期的MGUS和SMM阶段已经发生始动的致癌事件,最常见的如IgH易位、超二倍体和奇数染色体(3、5、7、9、11、15、19,21)三倍体。随后,渐进性或继发性的遗传事件不断发生,有共性、也有特性,始动遗传学事件在一定程度上决定继发性遗传事件的发生,在此过程中包含复杂的克隆演变,形成不同克隆骨髓瘤亚群的存在。

鉴定出的63种肿瘤驱动基因突变涉及到多种下游信号通路的异常,根据突变频率的研究,在促进骨髓瘤克隆形成中,致癌基因突变高于肿瘤抑制基因的突变,但TP53是个特例。

MM的临床特性除了这些肿瘤驱动基因突变之外,还受到染色体易位、多倍体或者染色体缺失、杂合性缺失和APOBEC介导的突变特征的影响。TP53是目前唯一证实与骨髓瘤预后密切相关的驱动基因突变

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