DNMT3A R882突變?cè)诔扇思毙运柘蛋籽≈械难芯窟M(jìn)展

王蕾，楊艷麗

（蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院血液科，安徽 蚌埠 233000）

DNMT3A R882突變?cè)诔扇思毙运柘蛋籽≈械难芯窟M(jìn)展

王蕾，楊艷麗

（蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院血液科，安徽 蚌埠 233000）

DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶3A(DNMT3A)是重要的DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶之一，與血液系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。近幾年研究發(fā)現(xiàn)DNMT3A R882在成人急性髓系白血病(AML)中高頻突變，并且成為研究熱點(diǎn)。DNMT3A R882突變通過(guò)改變DNMT3A結(jié)構(gòu)，使DNMT3A酶活性下降、全基因組DNA低甲基化，促進(jìn)成人AML發(fā)生發(fā)展。DNMT3A R882突變?cè)诔扇薃ML患者完全緩解(CR)時(shí)的長(zhǎng)期存在，是預(yù)后不良的主要生物分子學(xué)標(biāo)志，同時(shí)也意味著常規(guī)的微小殘留病灶監(jiān)測(cè)(MRD)不能作為R882突變的分子標(biāo)志。現(xiàn)就近幾年對(duì)成人AML患者中DNMT3A R882突變的研究進(jìn)展做一綜述。

急性髓系白血病；DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶3A；突變

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia，AML)是髓系造血前體細(xì)胞增殖失控的惡性克隆性疾病，發(fā)病率占我國(guó)成人白血病首位，預(yù)后兇險(xiǎn)。細(xì)胞形態(tài)學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)是白血病中的MICM分型，是白血病分型及預(yù)后的重要依據(jù)。隨著時(shí)代的發(fā)展，基因測(cè)序、PCR等各種技術(shù)的完善，成人AML中基因突變及表觀遺傳學(xué)改變?nèi)找媸艿疥P(guān)注。

DNA甲基化修飾是重要的表觀遺傳學(xué)機(jī)制，參與基因表達(dá)調(diào)控等生物學(xué)過(guò)程。DNA甲基化與惡性腫瘤之間的關(guān)系在過(guò)去20年已被大量報(bào)道，最初研究的重點(diǎn)在于啟動(dòng)子區(qū)域CpG島高甲基化導(dǎo)致腫瘤抑制基因表達(dá)沉默，而DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶3A(DNA methyltransferase 3A，DNMT3A)在DNA甲基化修飾中起到重要作用。近幾年越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)在成人AML中DNMT3A R882高頻突變[1-9]，是患者分層治療與判斷預(yù)后的重要生物分子標(biāo)志物?，F(xiàn)總結(jié)近幾年DNMT3A突變?cè)诔扇薃ML中的研究結(jié)果。

1 DNMT3A R882突變?cè)诔扇薃ML中的發(fā)病機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)敲除DNMT3A的骨髓造血干細(xì)胞將逐漸失去分化能力，并大量自我增殖，說(shuō)明DNMT3A對(duì)細(xì)胞分化、造血微環(huán)境至關(guān)重要，是生物體生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的物質(zhì)[10-12]。DNMT3A位于人類2號(hào)染色體短臂2區(qū)3帶(2p23)，是由23個(gè)外顯子編碼的長(zhǎng)為130KDa的蛋白質(zhì)，與DNMT1、DNMT2、DNMT3B、DNMT3L形成DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶家族。DNMT3A與DNMT3B主要負(fù)責(zé)從頭甲基化，能夠在完全去甲基化的CpG位點(diǎn)引入甲基，調(diào)控基因的表達(dá)。DNMT3L是DNMT3類似蛋白，缺乏酶的催化活性域，但可以通過(guò)與DNMT3A、DNMT3B的結(jié)合正向調(diào)節(jié)DNA從頭甲基化活性[13]。

DNMT3A結(jié)構(gòu)主要包括N端的PWWP(Pro-Trp -Trp-Pro)結(jié)構(gòu)域、富含半胱氨酸的ADD(ATRX-DNMT3-DNMT3L)結(jié)構(gòu)域和C末端高度保守的催化活性域。研究發(fā)現(xiàn)DNMT3A存在自抑制和主動(dòng)形式兩種異構(gòu)體，當(dāng)缺乏組蛋白H3時(shí)，DNMT3A為自抑制形式，ADD結(jié)構(gòu)域結(jié)合到催化結(jié)構(gòu)域，阻礙DNMT3A與DNA的親和性；一旦DNMT3A招募到核小體，未修飾的組蛋白H3賴氨酸4(unmethylated histone H3 lysine 4，H3K4me0)與ADD結(jié)合，使DNMT3A從自抑制形式轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的構(gòu)象，使DNA發(fā)生甲基化，并實(shí)現(xiàn)了DNA甲基化與組蛋白修飾之間的相互轉(zhuǎn)換[14-15]。

另外DNMT3A與DNMT3L相互作用則形成DNMT3L-DNMT3A-DNMT3A-DNMT3L異源四聚體復(fù)合物，而DNMT3A R882位于DNMT3A內(nèi)二聚體界面，二聚體界面含有DNA結(jié)合位點(diǎn)，在催化DNA甲基化反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[16-17]。Holz-Schietinger等[16]認(rèn)為在成人AML中DNMT3A R882突變破壞了DNMT3A內(nèi)二聚體界面，得到的DNMT3A四聚體仍然具有一定活性，但是DNMT3A與DNA迅速分離，使DNMT3A酶催化活性下降，降低了DNA甲基化模式。

Russler-Germain等[17]則通過(guò)提取核型正常的AML患者(normal karyotypeAML，NK-AML)的DNMT 3AWT/R882H細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)野生型(wild type，WT)和R882H突變的DNMT3A多肽信號(hào)強(qiáng)度幾乎相等，但細(xì)胞DNMT3A酶活性至少下降80%，說(shuō)明DNMT3A R882突變具有顯性抑制作用，能抑制野生型DNMT3A(wild type DNMT3A，WT-DNMT3A)酶活性，而非簡(jiǎn)單的單倍劑量不足[18]。

Challen等[12]發(fā)現(xiàn)DNMT3A缺失的細(xì)胞在GpG不同位置發(fā)生不同的甲基化改變(包括高甲基化、低甲基化)，且大多數(shù)低甲基化與血液系統(tǒng)惡性疾病相關(guān)。隨后大量研究表明在成人AML中DNMT3AR882突變呈現(xiàn)全基因組低甲基化[17，19-20]，特別是HOX基因家族，呈現(xiàn)明顯低甲基化趨勢(shì)[19-20]。Qu等[19]則指出在NK-AML所有突變中，DNMT3A突變與DNA甲基化關(guān)系最密切，GpG島大部分高甲基化，而DNMT3A R882突變?nèi)蚪MCpG位置低甲基化，且主要集中在非CpG島，包括GpG島岸(距離GpG島上游2kb)、GpG架(距離GpG島2-4kb)、GpG公海(距離GpG島＞4kb)。

DNMT3A R882突變?cè)诮Y(jié)構(gòu)上破壞了四聚體狀態(tài)，使自身催化性能下降，并且在細(xì)胞內(nèi)存在顯性負(fù)作用，抑制WT-DNMT3A酶活性，使DNMT3A R882突變的成人AML患者呈現(xiàn)全基因組低甲基化狀態(tài)。然而CpG島外其他CpG位置的DNA甲基化模式改變及DNA甲基化以外的其他表觀遺傳學(xué)修飾可能在驅(qū)動(dòng)AML發(fā)病機(jī)制中起到一定作用，需進(jìn)一步大規(guī)模研究。

2 DNMT3A R882在成人AML中的突變率

研究發(fā)現(xiàn)在各種惡性血液病中都存在DNMT3A突變，尤其是成人AML，其中60%是DNMT3A R882突變，而且?guī)缀醵际请s合突變，最常見(jiàn)的是R882H，其次是 R882C，其他突變?nèi)鏡882S、R882P、R882G、R882W[1-9]。在成人AML中DNMT3A R882突變率為9.3%～19.7%[1-4，9]，在成人NK-AML中的突變率為18.1%～27%[3，5-8]，說(shuō)明DNMT3A R882突變更常見(jiàn)于成人NK-AML中。Hou等[1]、Zare-Abdollahi等[3]和El Ghannam等[6]發(fā)現(xiàn)在成人AML中，DNMT3A R882突變患者與WT-DNMT3A患者相比較，DNMT3A R882突變患者的年齡較大、白細(xì)胞計(jì)數(shù)較高、突變主要發(fā)生在M4及M5中，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，另外在按照NPM1和FLT-ITD3突變進(jìn)行白血病危險(xiǎn)程度的分組中，中危組R882突變發(fā)生率較高，且常伴有NMP1、FLT3-ITD等突變，特別是NMP1突變與R882突變關(guān)系密切。Hou等[1]還發(fā)現(xiàn)DNMT3A R882突變的成人AML患者骨髓原始細(xì)胞數(shù)、血小板計(jì)數(shù)比WT-DNMT3A患者高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。也有研究發(fā)現(xiàn)成人AML中DNMT3A R882突變患者的白細(xì)胞計(jì)數(shù)、年齡大小、危險(xiǎn)程度分組、骨髓原始細(xì)胞數(shù)、血小板計(jì)數(shù)等與WT-DNMT3A患者比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[4-5，21]。

3 DNMT3A R882突變?cè)诔扇薃ML中的治療

研究指出DNMT3A R882突變的成人AML患者使用大劑量蒽環(huán)類藥物治療后的總生存率(overall survival，OS)比使用標(biāo)準(zhǔn)劑量蒽環(huán)類藥物治療后顯著延長(zhǎng)，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[9，22]。這說(shuō)明加大蒽環(huán)類藥物劑量更有利于成人AML R882突變患者的治療，但會(huì)引起更多副反應(yīng)，所以要有針對(duì)性地使用，避免WT-DNMT3A患者使用大劑量蒽環(huán)類藥物，反而縮短野生型患者生存期[9]。LaRochelle等[4]則認(rèn)為使用完全緩解(complete remission，CR)率更高、副作用更少的伊達(dá)比星可使DNMT3A R882突變的成人AML患者比WT-DNMT3A患者OS及無(wú)病生存率(disease-free survival,DFS)顯著延長(zhǎng)，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

地西他濱是DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，臨床大量使用于骨髓增生異常綜合征患者，近幾年也被逐漸運(yùn)用于AML患者中。研究發(fā)現(xiàn)在NK-AML中使用地西他濱的DNMT3A R882突變患者CR率比WT-DNMT3A患者高，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且OS有延長(zhǎng)傾向[8]，這與Metzeler等[23]發(fā)現(xiàn)的R882突變患者使用地西他濱CR率升高相一致。

DNMT3A R882突變一定程度上降低了該酶的活性，且大量研究表明R882突變?nèi)蚪M呈現(xiàn)低甲基化狀態(tài)[17，19-20]，這與地西他濱的去甲基化作用機(jī)制相反，但一部分R882突變患者仍能從中受益，或許與地西他濱其他未被知曉的作用機(jī)制有關(guān)，需進(jìn)一步研究地西他濱對(duì)DNMT3AR882突變及AML患者的影響。

Xu等[5]認(rèn)為在DNMT3A R882突變的成人AML患者中，接受異基因造血干細(xì)胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation，allo-HSCT)患者比只接受化療藥物治療患者的OS及DFS明顯延長(zhǎng)，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明allo-HSCT或許能逆轉(zhuǎn)R882突變的不良預(yù)后。而Ahn等[7]發(fā)現(xiàn)在接受allo-HSCT的成人NK-AML患者中，DNMT3A R882突變聯(lián)合FLT3-ITD突變患者比WT-DNMT3A患者或R882突變聯(lián)合其他突變患者的無(wú)事件生存率(event-free survival，EFS)及OS下降、復(fù)發(fā)率增高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明DNMT3A R882突變聯(lián)合FLT3-ITD突變的成人AML患者即使是在接受allo-HSCT后也是預(yù)后較差、復(fù)發(fā)率很高的不良因素。

4 DNMT3A R882突變?cè)诔扇薃ML中的預(yù)后

Ahn等[7]和Ibrahem等[21]指出雖然DNMT3A R882突變的成人AML患者的CR率與WT-DNMT患者相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但R882突變患者緩解后復(fù)發(fā)率極高，是成人AML預(yù)后較差的分子生物學(xué)指標(biāo)。有研究表明在成人AML中DNMT3A R882突變患者的OS及無(wú)復(fù)發(fā)生存率(relapse-free survival,RFS)低于WT-DNMT患者，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[1，3，5-8，21，24]，特別是在按照NPM1和FLT-ITD3突變進(jìn)行白血病危險(xiǎn)程度的分組中，高危組R882突變患者OS及DFS明顯低于WT-DNMT患者[6]。

Ploen等[2]通過(guò)流式細(xì)胞學(xué)技術(shù)在成人AML患者中純化提取的T細(xì)胞及B細(xì)胞發(fā)現(xiàn)即使在DNMT3A R882突變的AML患者CR時(shí)也存在R882突變，R882突變很可能存在于早期造血干細(xì)胞，這種細(xì)胞可在骨髓中分化成淋系和髓系祖細(xì)胞，并且克隆擴(kuò)增抑制正常造血干細(xì)胞。在DNMT3A R882突變的患者中或在DNMT3A R882突變的成人AML患者取得CR后，一旦獲得其他突變?nèi)鏝MP1突變，患者很有可能發(fā)展為AML或者CR后復(fù)發(fā)，所以在成人AML的發(fā)病機(jī)制中DNMT3A R882突變應(yīng)該是優(yōu)先于NPM1突變、FLT3-ITD等突變[25-27]存在于早期造血干細(xì)胞。與NPM1、FLT3-ITD等突變?cè)诔扇薃ML患者CR時(shí)的消失不同，大部分DNMT3A R882突變患者使用標(biāo)準(zhǔn)劑量化療藥物獲得CR時(shí)仍然能檢測(cè)出R882突變的存在，即使AML患者在CR時(shí)R882突變消失，復(fù)發(fā)時(shí)可再次檢測(cè)到R882突變[1-2，28-29]。R882突變的長(zhǎng)期存在可能就是成人AML高復(fù)發(fā)率的主要原因，也意味著微小殘留病灶監(jiān)測(cè)(monitoring of minimal residual disease,MRD)不能作為成人AML中DNMT3A R882突變的生物學(xué)標(biāo)志物[28]。

5 總結(jié)

在成人AML中，DNMT3A R882高頻突變，該突變的發(fā)生可能早于其他突變長(zhǎng)期存在于造血干細(xì)胞，一旦外界對(duì)機(jī)體內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)拇碳?，或致癌因子被激活、或抑癌基因沉默、或某個(gè)基因突變等，都有可能使R882突變激活驅(qū)動(dòng)AML的發(fā)生發(fā)展。DNMT3A R882突變的長(zhǎng)期存在可能是成人AML患者預(yù)后不良、高復(fù)發(fā)率的主要原因。然而DNMT3A R882突變?nèi)绾螌?dǎo)致AML的分子學(xué)機(jī)制在很大程度上還處于未知狀態(tài)，仍需進(jìn)一步深入研究，特別是R882突變對(duì)基因組甲基化狀態(tài)改變的研究，并積極探索新的藥物治療及方案，聯(lián)合allo-HSCT，盡可能減少患者復(fù)發(fā)率，延長(zhǎng)患者生存期，提高患者生存質(zhì)量。

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Advances of DNMT3A R882 mutation in acute myeloid leukemia

WANG Lei,YANG Yan-li.Department of Hematology,the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Bengbu 233000,Anhui,CHINA

DNA methyltransferase 3A(DNMT3A),one of important DNA methyltransferases,is closely related to the occurrence and development of hematologic malignancies.In recent years,studies have founded that there are more frequently DNMT3A R882 mutations in adult acute myeloid leukemia(AML),which becomes a hot topic.DNMT3A R882 mutation decreases the DNMT3A enzyme activity,makes genome-wide showing DNA hypomethylation and promotes the occurrence and development of adult AML by altering the structure of DNMT3A.The long-term presence of DNMT3A R882 mutations in complete remission(CR)of adult AML is a biological marker of poor prognosis, and it also indicates that routine monitoring of minimal residual disease(MRD)can not be used as a molecular marker of R882 mutation.Now this paper reviews the advances in study on DNMT3AR882 mutations of adultAML patients.

Acute myeloid leukemia;DNAmethyltransferase 3A;Mutation

R733.71

A

1003—6350（2017）05—0787—04

2016-05-25)

楊艷麗。E-mail：yangyanli0702@126.com

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.05.034