摘 要

TEL-AML1融合基因是比较常见的细胞遗传学异常,其所至的白血病占儿童ALL20% ~25%。本文就TEL-AML1融合基因结构功能、致白血病作用及其与儿童ALL的治疗关系作系统阐述。

结构及功能调控

TEL基因习惯上又称ETV6(ETS-variant gene 6)，基因位于12p13上,全长300 kb, 编码452个氨基酸，由8个外显子构成新近又在3号外显子上游发现了另一个替代的1号外显子。其所编码蛋白由螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,HLH)和ETS结构域组成。是转录因子ETS家族的成员之一 ETS结构域位于TEL基因的羧基端,TEL的氨基端为一保守的HLH结构域(又称B结构域或pointed结构域),HLH结构域主要作为自身寡聚合域起作用,也能促进TEL-AML1的同二聚体及其他HLH核蛋白的异二聚体的形成,参与基因表达的调控。

AML1又称CBFα2,是核心结合因子CBF(core bindingfactor)的亚基,基因定位于21q22上,全长超过260 kb,含有12个外显子,表达480氨基酸的核磷酸蛋白, 存在几个功能区域1·Runt结构域:可结合DNA识别序列“TG(T/C)GGT”从而调节靶基因(如M-CSFR、TCRα/β、MPO、NP-3、IL-3、GM-CSF及Cyclin D2)组织特异性表达转录,此外,该结构域还可以与CBFβ形成异二聚体; 2·核定位信号(NMTS):使AML1定位于核内;3·DNA结合负性调节区(negative regulatory region of DNAbinding,NRDB):可减低Runt与DNA结合力。然而Runt与CBFβ形成异二聚体后,可消除NRDB作用,并由此增强AML1与DNA的亲和力。该区中的208~237氨基酸可以与mSin3结合,而使AML1具备转录抑制作用; 4·转录激活区(transactivation elemen,t TE):又可细分为3个亚区TE1、TE2、TE3,其中TE2与辅助活化因子YAP(yes-associated protein)的WW区相互结合,加强AML1转录激活作用;5·VWRPY基序:位于AML1的羧基末端,辅助抑制因子TEL与AML1的Runt及VWRPY结合,可引起AML1抑制转录。当染色体12和21号发生易位形成TEL-AML1时,TEL的断裂点位于内含子5,AML1断裂点80% ~90%位于内含子1(外显子1和外显子2间),余则发生于内含子2[3，4]　TEL和AML1断裂后,DNA修复时将TEL基因HLH区和几乎整个AML1基因拼接在一起形成TEL-AML1融合基因,所表达TEL-AML1融合蛋白突出作用是抑制转录活性。

与急性淋巴细胞白血病

TEL-AML1基因与ALL　TEL-AML1t(12;21)是儿童ALL中最常见的染色体结构异常,由12号染色体上的TEL基因与21号染色体上的AML1基因融合而成,在TEL-AML1融合基因形成的同时往往伴随另一个等位基因的缺失,易位和缺失使TEL/AML1致白血病的机制复杂化。TEL和AML1的融合使AML1编码的CBRa失去与DNA结合能力或不能正常转录而发挥激活靶基因的作用,即AML1从转录激活因子转变成转录抑制因子。此外,12p缺失在引起TEL基因缺失的同时还累及其下游的CD-KNIB基因,由于该基因能编码周期素依赖激酶抑制蛋白P27,具有阻止细胞从G1期进入S期,抑制细胞增殖的作用,故其受累加速了白血病细胞的过度生长。同时异常的TEL-AML1融合蛋白也可通过Runt同源结构域与野生型AML1竞争DNA结合位点而与核心增强序列结合,但它不是激活转录,而是活化组蛋白去乙酰化酶,使组蛋白与DNA结合更紧,使其由转录激活因子转化为转录抑制因子,显著负性抑制野生型AML1功能,从而抑制转录过程,使AML1调节靶基因(M-CSF受体、IL-3和GM-CSF受体基因等)的表达受抑,影响造血干细胞的自我更新和分化能力[7～9]。同时,易位后AML1基因的表达受TEL启动子操纵,融合蛋白本身也被泛素SUMO-1修饰并定位到TEL核体上,AML1易位后异常表达与定位可能与白血病发生有关。野生型TEL基因通过HLH区域介导TEL蛋白形成同二聚体,TEL经同二聚体化和泛素SUMO-1修饰后,通过ETS结构域抑制转录而发挥肿瘤抑制功能,由于TEL-AML1融合蛋白缺乏ETS结构域而不能发挥正常抑制转录功能,从而阻断野生型TEL基因对细胞的生长抑制作用;同时,TEL-AML1融合蛋白能通过HLH结构域形成同二聚体,还可与其他含HLH结构域的野生型蛋白如TEL、ETS1、Flt-1等形成异二聚体,从而干扰后者的正常功能。进一步研究发现这些能表达TEL-AML1融合蛋白的小鼠胎肝造血祖细胞移植入受亚致死剂量照射的小鼠体内后显示重建B细胞和髓系的优势,但对T细胞系的重建无影响。当受致死剂量照射小鼠接受表达TEL-AML1融合蛋白小鼠胎肝造血祖细胞移植后,无观察到有白血病发生,因此仅有TEL-AML1融合基因不足以引起白血病,当并有其他突变时才会导致白血病发生。TEL-AML1融合基因阳性ALL中,通常伴未易位的TEL等位基因丢失,即患者TEL等位基因中一条缺失,一条因染色体易位而失去正常功能,因此,有学者进一步推测TEL可能具有抑癌活性作用。TEL-AML1融合基因表达导致TEL肿瘤抑制功能丧失,还可以抑制野生型AML1基因的诱导分化活性,从而导致ALL的发生.

在急性淋巴细胞白血病治疗中的意义

TEL-AML1融合基因阳性ALL的特点:①发病年龄。ALL出现染色体t(12;21),即形成TEL-AML1融合基因约占B系ALL 11%~36%,在成人中的检出率只有2%~4%。t(12;21)的儿童ALL多发生在1~10岁,1~5岁者占76.2%。②免疫表型特征。所有的t(12;21)病人都表达B祖细胞免疫表型,以CD19、CD10阳性最为多见,偶见前-前B表型,未见成熟B细胞及T细胞表型。约有24.6%的t(12;21)病儿在20%以上原始细胞上共同表达至少2个髓系抗原(CD13、CD37、CDW65)。CD9和CD20常为阴性或部分阳性。TEL-AML1阳性的病人CD10、人类白细胞抗原(HLA-DR)的阳性率为90%。TEL-AML1阳性的病例一般为前B ALL,该型ALL约占总ALL的80%。③与预后的关系。TEL-AML1表达阳性组属高危ALL的占13%,而阴性组属高危ALL的占68%,说明TEL-AML1往往与低危ALL相关,预后较好;TEL-AML1阳性组地塞米松诱导实验阳性率为88%,而阴性组仅为38%,阳性组地塞米松诱导实验效果明显优于阴性组。由于地塞米松诱导实验体现了化疗的敏感性及其预后,TEL-AML1阳性组的预后明显优于阴性病例。④微卫星不稳定性。KIMBLER等应用基因图谱采用微卫星标志检测81例初诊和缓解期ALL儿童TEL基因位点杂合性缺失(LOH)。结果显示,15%的ALL病人显示TEL基因的LOH,而经细胞遗传学分析12p缺失者仅为5%。TEL区域LOH常发生于儿童,且前BALLs的发生率(40%)远高于T ALLs(5%)。已存在LOH的ALL病人在明显的缺失区域包含两个候选抑癌基因,即TEL和KIP1基因,该基因编码cyclin依赖激酶抑制物P27。TAKEUCHI等检测38例复发ALL病人的LOH,至少一条染色体出现LOH的占68%,其中TEL基因位点发生LOH的占25%,经序列分析,初诊和复发病人在相同位点出现LOH的占63%,表现出相同的克隆改变。另外37%的复发病人表现为明显的LOH位点的改变,表明复发时已出现异常克隆改变。两者虽结果不尽相同,但都表现出候选基因的LOH,表明候选抑癌基因的缺失在儿童ALL的复发中起到了至关重要的作用。