免疫球蛋白輕鏈型淀粉樣變性的細胞遺傳學(xué)特征及預(yù)后

賈雙雙,徐 莉,唐海龍,褚玉平,劉 驍,高廣勛

(空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院血液內(nèi)科,西安 710032;*通訊作者,E-mail:gaoguangxun@fmmu.edu.cn)

免疫球蛋白輕鏈型淀粉樣變性(immunoglobulin light chain amyloidosis,AL amyloidosis),簡稱AL淀粉樣變,是一種由免疫球蛋白輕鏈(LC)錯誤折疊引起的罕見克隆性漿細胞疾病,其發(fā)病機制是LC以淀粉樣蛋白原纖維的形式沉積在多個器官的細胞外基質(zhì)中,并在其中形成有害的蛋白質(zhì)聚集體,導(dǎo)致細胞死亡和器官功能障礙[1]。近年來,AL淀粉樣變的細胞遺傳學(xué)特征受到越來越多的關(guān)注,但鑒于該病的罕見性及骨髓中較低的克隆性漿細胞百分比[2-4],針對產(chǎn)生淀粉樣蛋白的漿細胞的細胞遺傳學(xué)特征尚無系統(tǒng)報道,故在此對其進行綜述,以期為AL淀粉樣變細胞遺傳學(xué)的進一步研究及AL淀粉樣變患者的精準(zhǔn)治療提供線索。

1 細胞遺傳學(xué)特征

1.1 染色體畸變及拷貝數(shù)畸變

1.1.1 染色體畸變 染色體畸變是AL淀粉樣變的一個重要細胞遺傳學(xué)特征,在絕大多數(shù)患者中均可檢測到。最常見的染色體畸變是涉及14q32染色體上IgH重鏈基因座的易位,其中發(fā)生頻率最高的為t(11;14),而t(4;14)和t(14;16)卻很少檢出[5-10]。其他常見畸變包括染色體13單體/13q缺失,染色體9、15、11、3三體,11q23擴增,13q14缺失,1q21擴增及19q13擴增等[5,6]。在Warsame等[6]對401例AL淀粉樣變患者進行的研究中,t(11;14)發(fā)生率為43%,t(14;16)和t(4;14)分別為3%和2%;染色體13單體或13q缺失占30%;染色體9、15、11、3三體分別占20%,14%,10%和10%。較罕見的染色體畸變包括超二倍體、染色體四體、某些MM相關(guān)高?；僛如del 17p、t(14;16)、t(14;20)]及染色體8p21缺失等[5-7]。

目前AL淀粉樣變的治療方案大多衍生于多發(fā)性骨髓瘤,但療效并不完全契合,這與二者不同的細胞遺傳學(xué)特征具有很大關(guān)系,具體分布差異如下[5-7,10,11]:單純AL淀粉樣變患者的t(11;14)發(fā)生率明顯高于多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)患者,其中t(11;14)在AL淀粉樣變中發(fā)生率為39%-53%,但在MM中發(fā)生率僅為15%-20%。此外,Kobayashi等[12]的回顧性研究(40例)發(fā)現(xiàn)不伴MM的AL淀粉樣變患者也比同時患有MM的AL淀粉樣變患者的t(11;14)發(fā)生率高。超二倍體在AL淀粉樣變中發(fā)生率(4%-11%)遠低于在MM中的發(fā)生率(50%);del 17p和t(4;14)在AL淀粉樣變中發(fā)生率分別為0-2%和0-4%,均低于在MM中發(fā)生率(分別為10%和15%)。

1.1.2 拷貝數(shù)畸變 既往染色體異常多采用熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization,FISH)技術(shù)檢測,但相較于全基因組拷貝數(shù)陣列分析,FISH對于染色體整體和部分異常現(xiàn)象的區(qū)分不夠敏銳。Granzow等[13]首次利用全基因組拷貝數(shù)陣列分析了118例AL淀粉樣變患者的拷貝數(shù)變化,檢測到:最常見的擴增是染色體1q(36%,包括一個1號染色體三體),其次是9號染色體三體(24%)和染色體臂11q(24%),發(fā)生頻率較低的是19號染色體三體(15%),15號(14%),5號(14%),18號(13%)和11號(11%)的染色體三體。

最常見的缺失是13號染色體(40%),其中70%的患者表現(xiàn)為單體,而30%的患者僅表現(xiàn)為13號染色體部分缺失。最常見的染色體區(qū)域是13q21.32-q21.33(chr13:67 533 438-70 847 141),占88%。該區(qū)域僅包含兩個基因:原鈣黏蛋白9(protocadherin 9,PCDH9)和長鏈非編碼RNA LINC00550(long intergenic non-coding RNA550)。其次是14號染色體(25%),與13號染色體相反,僅23%的患者表現(xiàn)為單體,其余77%為部分缺失。染色體14q部分缺失的最小共有區(qū)域是14q24.1-q31.1(chr14:69 416 523-82 198 988),跨越14 Mb,包含122個基因。受缺失影響較小的染色體區(qū)域位于染色體16q(14%),6q(10%)和8p(8%)。

1.1.3 聚類分析 Bochtler等[7]應(yīng)用致癌樹模型比較了AL淀粉樣變(246例)和MGUS/MM(180例)兩組患者的染色體畸變聚類情況,該模型將6個主要的染色體畸變納入分析,最終將AL淀粉樣變分為以下4個亞組:①t(11;14);②伴有未知伴侶的IgH易位(IgH translocation with an unknown partner);③超二倍體(HD)/1q21擴增;④攜帶13q14缺失/t(4;14)的非超二倍體(NHD)。

在伴有11q23擴增的AL淀粉樣變患者組中,可觀察到兩組細胞遺傳學(xué)異常特征:t(11;14)陽性攜帶者和超二倍體核型攜帶者[7]。與MM相一致[14,15],超二倍體和“主要”的IgH易位t(11;14)具有較強的負相關(guān)性,但這種反向關(guān)聯(lián)不適用于伴有未知伴侶的IgH易位即“次要”的IgH易位,后者在超二倍體組和非超二倍體組之間均等分布[7,13]。

盡管AL淀粉樣變組和MGUS/MM組的致癌樹模型具有很高的重疊性,但在AL淀粉樣變組中1q21擴增與超二倍體相關(guān);而在MGUS/MM組中1q21擴增則與攜帶13q14缺失/t(4;14)的非超二倍體(NHD)相關(guān)[7],后者在先前的研究中同樣可以觀察到[5,16,17]。

1.2 克隆異質(zhì)性

目前已有很多研究者關(guān)注克隆內(nèi)遺傳異質(zhì)性對于血液系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)展中的基因克隆演化及預(yù)后的相關(guān)影響[18-20]。存在于主要克隆中的細胞遺傳學(xué)畸變被認(rèn)為構(gòu)成了腫瘤發(fā)生根源上早期的、可能與起始相關(guān)的事件,而僅在亞克隆大小中可檢測到的細胞遺傳學(xué)異常被認(rèn)為是疾病較晚階段的、可能與進展相關(guān)的事件。

Bochtler等[18]比較了AL淀粉樣變(544例)和非AL淀粉樣變的漿細胞疾病(519例)兩組的克隆和亞克隆組成情況,發(fā)現(xiàn)在AL淀粉樣變組中,IgH易位大多數(shù)情況下作為主要克隆,只有在極少數(shù)情況下作為亞克隆,t(11;14)尤為明顯。超二倍體也是主要的克隆畸變。這再次表明超二倍體與t(11;14)作為漿細胞發(fā)育不良的兩個主要遺傳分支的概念在AL淀粉樣變中同樣適用[7,21]。唯一在亞克隆中出現(xiàn)頻率比主克隆更高的畸變是17p13缺失,8p21缺失和1q21擴增也是頻繁出現(xiàn)的亞克隆畸變。此外,兩組中均發(fā)現(xiàn)t(11;14)作為主要克隆畸變時與總體較低的亞克隆發(fā)生率相關(guān),而超二倍體作為主要克隆畸變時增加了亞克隆發(fā)生的可能性。

1.3 基因突變

最近一項針對AL淀粉樣變患者(48例)基因突變情況的研究[22]顯示,AL淀粉樣變患者中位突變負荷為每百萬堿基1.2個,與MM[23]相比,該負荷很低,從突變的角度來看,AL淀粉樣變的遺傳狀況相對較穩(wěn)定。

在接受全外顯子測序(whole exome sequencing,WES)的10名AL淀粉樣變患者樣本中鑒定出1 796個體細胞點突變,其中39.7%位于內(nèi)含子區(qū)域,29.4%位于基因間區(qū),19.2%位于編碼DNA序列區(qū)域。非同義突變的數(shù)量是同義突變的數(shù)量的3.3倍,平均頻率為每百萬個堿基0.8個(范圍:0.1-2.1)。突變譜分析表明,C>T/G>A突變是樣品中的主要突變,其次是T>C/A>G。在體細胞的非沉默的蛋白編碼基因突變中,發(fā)現(xiàn)4個顯著突變基因(significantly mutated genes,SMGs)影響NF-κB途徑:DUSP2,NFKBIA,KRAS和BIRC3,表明NF-κB信號通路在AL淀粉樣變發(fā)病機制中的重要性。

靶向基因測序(targeted gene sequencing,TGS)結(jié)果顯示85%的患者至少存在一種突變,每位患者的中位突變頻率為3個突變(范圍:0-13)。最常見的突變基因是IGLL5,可在8名(n=48)患者中發(fā)現(xiàn),其次是ASCC3在7名患者(n=48)中發(fā)現(xiàn)。通過TGS檢測及Sanger測序驗證鑒定出4個重現(xiàn)性突變:ASB15(c.844C>T),ASCC3(c.1595A>G),HIST1H1E(c.311C>T)和KRAS(c.35G>A),其中前3個突變與總體生存期(OS)較短有關(guān)[22]。

總之,相較于MM,AL淀粉樣變具有更高的t(11;14)發(fā)生率和更低的超二倍體發(fā)生率,且亞克隆形成率及基因突變負荷均較低。AL淀粉樣變相對穩(wěn)定的遺傳狀況也是其早期并不需要臨床干預(yù)的原因之一,但如何選擇恰當(dāng)?shù)母深A(yù)時間點仍存在爭議。當(dāng)AL淀粉樣變患者細胞遺傳學(xué)特征發(fā)生變化時,或許可以為我們早期提示疾病進展,以便及時干預(yù)。

2 細胞遺傳學(xué)與臨床特征的相關(guān)性

2.1 細胞遺傳學(xué)與臨床表現(xiàn)相關(guān)

AL淀粉樣變的臨床表現(xiàn)是由輕鏈的淀粉樣蛋白生成特性決定的,而不是由核型不穩(wěn)定性本身所決定[5,8]。研究發(fā)現(xiàn)染色體畸變并不直接導(dǎo)致淀粉樣變性,細胞遺傳學(xué)特征與臨床參數(shù)的相關(guān)性較低[5],僅觀察到t(11;14)患者中男性比例較多[24],而超二倍體與高齡相關(guān),但與AL淀粉樣變中的受累器官數(shù)量類型無關(guān)[7,13]。

免疫球蛋白輕鏈可變區(qū)(light chain variable region,IGVL)基因與器官受累關(guān)系密切[25]。Lambda基因中,LV6-57患者更易腎臟受累;LV3-01患者很少會出現(xiàn)心臟和腎臟受累;LV2-14患者更傾向于周圍神經(jīng)受累、檢測到完整的循環(huán)免疫球蛋白和較低的血清游離輕鏈差值(free light chain difference,dFLC)水平;LV1-44患者更易心臟受累。Kappa基因中,KV1-33患者更易肝臟受累,有較高的循環(huán)dFLC水平KV1-05與總生存期(overall survival, OS)較差有關(guān),但與心臟事件無關(guān)。

2.2 細胞遺傳學(xué)與淀粉樣變血液學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性

AL淀粉樣變有兩個較為顯著的標(biāo)志:缺乏完整的免疫球蛋白、λ輕鏈限制占主導(dǎo)地位。t(11;14)對前者貢獻很高,因其發(fā)生頻率最高,且與免疫固定電泳中缺乏完整的免疫球蛋白顯著相關(guān)[5,24],但t(11;14)無法解釋λ輕鏈型的高發(fā)。相反,在t(11;14)陽性患者中,κ輕鏈型患者的t(11;14)比率甚至比λ輕鏈型患者略高(57%vs41%)[5],且t(11;14)陽性患者較陰性患者的κ/λ值大[24]。t(11;14)與骨髓漿細胞比例的關(guān)系在多個研究中結(jié)果并不一致[5,6,10],仍需進一步證實。

1q21擴增是唯一與λ輕鏈限制相關(guān)的染色體畸變[5,18],且與完整免疫球蛋白相關(guān)[24],這一點與t(11;14)相反。此外,1q21擴增與較高的漿細胞比例和dFLC 180 mg/L臨界值相關(guān)(1q21擴增的患者中dFLC≥180 mg/L者占較高比例)[5,24]。

其他細胞遺傳學(xué)異常與血液學(xué)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系如下:超二倍體患者更易檢測到完整免疫球蛋白,且和κ輕鏈限制及較高的骨髓漿細胞比例相關(guān)[7]。而11q23擴增與κ輕鏈限制及較高的漿細胞比例相關(guān),染色體13單體或13q缺失與高NT-proBNP獨立相關(guān),也與較高的漿細胞比例有關(guān)[6,10,18]。Del 17p以及三體的存在均與骨髓漿細胞比例增多有關(guān)[6,26](見圖1)。

圖中僅t(11;14)與完整免疫球蛋白之間的連線關(guān)系為(-)，表示負相關(guān)，余連線均表示正相關(guān)圖1 細胞遺傳學(xué)異常與AL淀粉樣變血液學(xué)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系

3 細胞遺傳學(xué)與臨床預(yù)后的相關(guān)性

3.1 t(11;14)

在未對治療因素進行分層之前,t(11;14)被認(rèn)為是AL淀粉樣變的不良預(yù)后因素[6,10]。隨著治療方案的多樣化,t(11;14)體現(xiàn)出對預(yù)后獨特的影響。

基于硼替佐米或免疫調(diào)節(jié)劑(immunomodulatory drugs,IMiD)方案治療時,t(11;14)患者有著較低的≥VGPR率和較差的OS[26]。尤其硼替佐米治療的患者中,t(11;14)是血液學(xué)無事件生存率(hematologic event-free survival,hem EFS)和OS的獨立不良預(yù)后指標(biāo),危險比(hazard ratio,HR)分別為2.94和3.13[27]。但t(11;14)對硼替佐米治療的患者的不利影響似乎僅在伴有其他預(yù)后良好因素亞組(如年齡<65歲,受累器官數(shù)量為1-2個,較低dFLC水平,梅奧2004分期為1-2期等)中出現(xiàn)[26];而在臨床特征和心臟生物標(biāo)志物預(yù)后不良的患者中,t(11;14)的存在并不會導(dǎo)致經(jīng)硼替佐米治療患者預(yù)后的進一步惡化。且Warsame等[6]的發(fā)現(xiàn)與此相一致,t(11;14)在腫瘤負荷較低(骨髓漿細胞增多<10%)(預(yù)后良好因素)的AL淀粉樣變患者中為獨立不良預(yù)后因素。

而基于馬法蘭或ASCT治療的患者中,t(11;14)陽性與陰性組之間的≥VGPR率無顯著差異[24,26],另一項研究[28]提示,大劑量馬法蘭治療后t(11;14)陽性患者的完全緩解(complete response,CR)率高于陰性患者。針對總生存期(overall survival,OS),Muchtar等[26]的研究顯示接受基于馬法蘭或ASCT治療后t(11;14)陽性與陰性患者OS無顯著差異,另外兩項對于接受馬法蘭和地塞米松治療的AL淀粉樣變患者的研究[24,28]均顯示經(jīng)治療后t(11;14)陽性患者獲得更優(yōu)的EFS和OS。因此,馬法蘭或ASCT治療或許可抵消甚至改善t(11;14)陽性患者的生存不利情況。

既往維奈克拉(venetoclax)治療復(fù)發(fā)難治MM患者的研究(66例)顯示,t(11;14)陽性患者具有更高的緩解率[29]。在AL淀粉樣變患者中維奈克拉同樣顯示出其治療優(yōu)勢[30,31]。一項針對多中心的復(fù)發(fā)難治AL淀粉樣變患者人群(43例)的研究顯示[30],經(jīng)維奈克拉治療后,t(11;14)陽性患者具有更高的≥VGPR率(78%vs30%)和更高的PFS(not reachedvs6.7月,HR=0.14,95% CI 0.04-0.53)。因此維奈克拉為復(fù)發(fā)難治AL淀粉樣變患者尤其是t(11;14)陽性患者帶來更多的生存機會。

3.2 染色體三體

盡管染色體三體陽性與陰性患者相比,≥VGPR發(fā)生率及器官反應(yīng)率相似,但OS較差[26]。按治療方案分組后,三體陽性患者基于馬法蘭治療時具有更短的OS;基于硼替佐米治療時OS有縮短趨勢,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.08);而基于ASCT或IMiD治療時OS暫未見顯著差異[26]。

一項針對AL淀粉樣變長期生存者的研究也間接地驗證了染色體三體的不良預(yù)后作用[32],與未存活到10年的AL淀粉樣變患者相比,在10年的幸存者中染色體三體的發(fā)生率更低。此外,Warsame等[6]的研究顯示,在腫瘤負荷較高(骨髓漿細胞增多>10%)的亞組中,任何染色體三體均被認(rèn)為是獨立不良預(yù)后因素,但染色體三體本身與更高的骨髓漿細胞比例相關(guān)[6,26],因此這一分類的意義并不明確,但也證實了染色體三體對預(yù)后不利。

3.3 1q21擴增

1q21擴增在MM中被認(rèn)為與疾病進展相關(guān),此概念在AL淀粉樣變中似乎同樣適用[5,24]。在接受馬法蘭-地塞米松治療的患者(103例)中,1q21擴增是OS和EFS的不利因素[24],即便多變量分析顯示Mayo心臟評分是影響EFS的另一個預(yù)后因素,在同一級別Mayo分期患者中,1q21擴增仍然是OS的不良預(yù)后因素[24]。但1q21擴增在另一項大劑量馬法蘭續(xù)貫自體移植治療患者(123例)的研究中顯示對預(yù)后無影響[28],目前尚不能確定是該治療方案消除了1q21擴增的不利預(yù)后作用,還是由于1q21擴增發(fā)生率較低造成研究數(shù)據(jù)不足使得統(tǒng)計效能低下。

3.4 其他細胞遺傳學(xué)異常

與MM相關(guān)的高?；?nèi)鐃(4;14)、t(14;16)和del(17p13),在馬法蘭續(xù)貫自體移植治療的AL淀粉樣變患者(123例)中被認(rèn)為是不利預(yù)后因素[28],而在經(jīng)硼替佐米治療的患者(101例)中,其預(yù)后良好,表明硼替佐米可以克服其不良預(yù)后[27]。del 17p陽性患者的OS較短[26,33],該類患者的del 17p漿細胞百分比對預(yù)后具有顯著影響:del 17p漿細胞>50%和≤50%的患者的中位生存期分別為28個月和52個月(P=0.08)[33]。

關(guān)于超二倍體,在大劑量馬法蘭聯(lián)合自體干細胞移植治療的AL患者中,超二倍體陽性與陰性患者的EFS和OS無顯著差異[28]。Del13/del13q陽性的患者暫未發(fā)現(xiàn)生存劣勢[10],且與單獨的t(11;14)患者相比,del 13/del 13q和t(11;14)并存患者的OS無顯著縮短[26]。1p缺失和14q缺失可能對預(yù)后產(chǎn)生不利影響[13],1p缺失的患者EFS較差;在伴隨1q擴增的患者中,14q缺失陽性者EFS較差,但該證據(jù)較弱(P=0.06)。關(guān)于基因突變,ASB15(c.844C>T),ASCC3(c.1595A>G),HIST1H1E(c.311C>T)與OS較短相關(guān)[22]。

4 總結(jié)

t(11;14)因發(fā)生頻率高且與缺乏完整免疫球蛋白顯著相關(guān),無疑是AL淀粉樣變細胞遺傳學(xué)特征中最為特殊的類型[5]。

從克隆異質(zhì)性的角度看,t(11;14)與超二倍體同時作為兩個主要遺傳分支[7,21],絕大多數(shù)情況下各自都是作為主要克隆,而非亞克隆。二者相互排斥,這不僅體現(xiàn)在發(fā)生率上[7,13],還體現(xiàn)在對亞克隆形成的促進作用上[18]。t(11;14)在AL淀粉樣變中的高發(fā)生率與超二倍體在MM中的高發(fā)生率形成鮮明對比,似乎可以間接說明MM比AL淀粉樣變具有更復(fù)雜的亞克隆和更多的克隆異質(zhì)性?；蛟S從這個角度研究,可以對二者治療差異及AL淀粉樣變治療的選擇帶來更多啟示。

隨著新的治療方法涌現(xiàn),如伊沙佐米治療復(fù)發(fā)/難治性AL淀粉樣變[34]、免疫療法如CD38單克隆抗體Daratumumab[35,36]等在AL淀粉樣變中的使用,新藥的出現(xiàn)必然會使AL淀粉樣變患者的預(yù)后因素產(chǎn)生新的變化,現(xiàn)有關(guān)于細胞遺傳學(xué)對預(yù)后影響的認(rèn)識將會得到進一步延伸。而新的技術(shù)如全拷貝數(shù)陣列分析、全外顯子測序等在AL淀粉樣變細胞遺傳學(xué)的應(yīng)用使得對細胞遺傳學(xué)的研究更為全面,更有助于推進AL淀粉樣變患者的精準(zhǔn)化和個體化治療。