细胞遗传学和分子生物学分型

ALL的细胞遗传学异常分为染色体数目（倍体数目）和结构（染色体易位）的异常。细胞染色体增加（减少）的数目异常及易位、倒位、缺失等结构改变，引起基因的结构、表达异常。基因组异常在白血病发病中起关键作用，这些异常包括染色体易位、基因突变等。癌基因的表达和（或）抑癌基因的失活是细胞恶变的基础之一，并决定白血病特有的临床表现及预后。细胞遗传学的应用，可精确地评估预后，使得风险分组更趋向于反映疾病的本质，从而改善了治疗的疗效。

（一）染色体数目改变

几乎半数以上的ALL伴有染色体数目异常，而同时伴有染色体结构异常的更为常见。根据染色体数目的多少将ALL患者分为以下几类：

1．低超二倍体（47～50条）　ALL患者中低超二倍体占10%～15%，形态学分型多为L1或L2，免疫学分型为早前B型或前B型，与高超二倍体相比，出现染色体结构异常的频率显著增高。诊断时通常年龄偏大，白细胞计数增高，血清乳酸脱氢酶增高。原来认为该组患儿属于预后一般的类型，但近年来的预后有明显改善。

2．高超二倍体（＞50条）　25%～30%的儿童急淋患者属此类型，预后最好。形态学分型多为L1、L2，免疫学分型多为早前B型，临床上起病年龄在2－9岁，白细胞计数低，对治疗反应好，90%的患儿无病生存超过4年。此类病例中，如出现＋4、＋10及＋17，则预后最佳；如出现＋5则预后不良。染色体＞50条的超二倍体ALL细胞97%以上含有3～4条21号染色体，21号染色体上有编码还原型四氢叶酸转运蛋白的拷贝基因，这种转运蛋白的高表达导致甲氨蝶呤的活性代谢产物多聚谷氨酰甲氨蝶呤在细胞内的高度累积，因此超二倍体细胞对基于甲氨蝶呤的化疗异常敏感。这类患者的预后非常好，5年EFS为75%～90%。少数核型为超二倍体的患儿预后不良，可能是由于同时伴有预后不良因素的结构异常，如Ph染色体等。

3．亚二倍体（＜46条）　亚二倍体在ALL中较少见，预后呈异质性。儿童患者伴有45条染色体的预后与超二倍体的相似，但有33～34条染色体和28～33条染色体的预后极差。近单倍体（23～29条）患者临床上无明显高危特性，但预后差，其预后不良与患者年龄、白细胞计数、出现Ph染色体与否无关。

4．假二倍体　它的染色体数目正常但伴有结构异常。临床表现为白细胞计数和乳酸脱氢酶（LDH）很高，常规化疗疗效差。若是t（9；22）、t（4；11）或t（8；14），易出现高度耐药，使强化疗效果差。

5．近三倍体和近四倍体　这2组类型的发生率很低。常见的染色体数目多在82～94条，以21号四体或五体多见。ALLL2型白血病细胞较多发生近三倍体或近四倍体，这种白血病细胞在形态学上常表现为染色质聚集、裂形核或Reider细胞，近四倍体的多为T细胞免疫表型，发生在年龄较大的儿童，因此治疗效果较差。

6．伴有单一染色体缺失或增加的核型异常　ALL伴＋8异常出现频率约为5%，以B细胞性ALL多见；ALL患者＋8染色体异常单独出现频率很小，而常与其他复杂染色体异常伴随出现；＋8患者预后不良；其他常累及的染色体为－20、＋21、－7等。

（二）染色体结构异常

染色体易位的分子或细胞遗传学证据见于75%的儿童ALL患者，大多数染色体易位累及在正常造血调控中起重要作用的基因，如编码转录因子或酪氨酸激酶的基因，染色体易位可形成具有肿瘤特性的融合基因，也可使一些在细胞生长或凋亡过程中起重要作用的基因表达失控，从而干扰细胞增殖、分化、成熟与凋亡的正常调节途径。白血病相关的染色体易位造成蛋白激酶的癌基因活化，通常是转录因子。

1．B－ALL细胞遗传学及其临床特征

（1）TEL－AML1融合基因：t（12；21）（p13；q22）易位使12号染色体上的TEL基因与21号染色体上的AML1基因融合。虽然t（12；21）的改变用常规的细胞遗传学方法检出率＜0．001，但分子分析证实，TEL－AML1融合基因实际上是小儿最常见的基因改变，发生在25%的B系ALL病例。分子监测该融合基因具有重要的临床价值，因为它的存在提示预后较好。其表达是独立的预后较好的指标，与已知的前体细胞白血病预后好的因素，包括年龄、白细胞计数和超二倍体不相关。应用常规化疗可达到良好的效果，4年无病生存率达90%。

（2）BCR－ABL融合基因：费城染色体t（9；22）（q34；q11）平衡易位是一个常见的血液病染色体改变，可见于95%的CML、1%～2%的AML、3%～5%的儿童ALL、15%～33%的成年人ALL。这种易位使9号染色体的长臂远端的ABL原癌基因转移至22号染色体BCR基因部位，形成BCR－ABL融合基因。Ph染色体是美国宾夕法尼亚大学Nowell等，于1960年发现并命名的，是首次关于人类肿瘤的特殊细胞遗传学描述。由于其易位交叉断裂点不同，形成不同的BCR－ABL融合转录本，从而形成不同分子质量的蛋白产物，即P210、P190、P230蛋白。P210主要发生于慢性粒细胞白血病（CML）以及50%的成年人ALL和极少数儿童ALL；P190则见于50%的成年人ALL和90%的儿童ALL；P230十分少见，仅见于慢性中性粒细胞白血病。bcr／abl蛋白可通过下列机制导致白血病的发生：持续增强的酪氨酸激酶活性；诱导抗凋亡蛋白Bcl－2的表达，并促进凋亡前体蛋白Bad的磷酸化，也可通过ras依赖途径抑制细胞凋亡；诱导细胞黏附蛋白fak和paxilin磷酸化，改变细胞骨架结构，干扰细胞间的相互黏附作用，导致过多未成熟的细胞释放到外周血；作用于白细胞介素－3受体、干细胞受体等生长因子受体，干扰生长因子对细胞的增殖调控，引起细胞的过度增殖。

临床上Ph＋ALL常发生于年长儿，且初发病时白细胞计数及幼稚细胞计数高，诊断时易发生中枢神经系统白血病。而且儿童Ph＋ALL主要为B系ALL，其原始淋巴细胞经常共表达髓系抗原，但髓系表达与预后无显著相关性。

（3）E2A－PBXl融合基因：t（1；19）（q23；p13）易位形成E2APBXl融合基因，占免疫分型为前B（胞质免疫球蛋白阳性）ALL的25%的病例。E2A－PBXl基因是转录激活因子。临床上有高白细胞计数、高乳酸脱氢酶水平和DNA指数＜1．16等特点，预后不良。T（1；19）也发生在1%的早前B细胞ALL，这些病例预后比较好，不需强化疗。

（4）粒／淋混合系白血病基因MLL：粒／淋混合系白血病基因重排MLL基因位于11q23，MLL基因重排见于80%的婴儿ALL和3%的儿童ALL病例。在人类白血病，易位主要集中在MLL8．5kb的区域，导致MLL氨基端与许多不同的基因融合，形成不同的融合蛋白。目前发现有25种以上的重复染色体位点参与11q23易位，t（4；11）（q21；q23）是11q23最常见的染色体易位，见于2%的儿童ALL和60%的婴儿ALL。免疫表型为早期前B或前B，65%的病例同时表达CD13、CD33髓系抗原。推测恶性转化可能起源于多能造血干细胞阶段。临床上女性多见，高白细胞计数（WBC＞100×109／L），肝、脾、淋巴结肿大，容易累及中枢神经系统。伴有t（4；11）的ALL尽管采取较强的多药化疗，长期无病生存率很低，预后极差。另一个较为常见的11q23异常为t（11；19）（q23；p13）（MLL－ENL）。

（5）C－MYC基因表达异常：其共有3种易位形式：①t（8；14）（q24；q32）占80%；②t（2；8）（p12；q24）占5%；③t（8；22）（q24；q11）占15%。t（8；14）（q24；q32）易位时，位于8号染色体上的CMYC基因转移至14号染色体上的免疫球蛋白重链基因位点。由于易位造成C－MYC的过度表达，可导致细胞恶性转化，其分子发病机制与Burkitt淋巴瘤相似。本病与成熟B－ALL相关，形态学上主要表现为L3，常规化疗疗效极差，通常病情进展迅速。虽然细胞对常规的化疗效果不佳，但BFI协作组认为可应用短程强烈的Burkitt淋巴瘤化疗方案，强调应用环磷酰胺和大剂量抗代谢药，其预后可获得显著改善。

2．T－ALL的染色体异常和受累基因　T－ALL约占ALL的15%，男性多见，发病较急，就诊时年龄偏大，白细胞计数增高，容易出现纵隔肿大，预后不良。T细胞ALL易位后，T细胞受体（TCR）β位点或α／β位点与不同的转录因子基因相邻。例如，t（1；14）（p23；q11）易位，使1号染色体上的TAL1基因与位于14q11部位的TCRα／δ基因位点易位，致TAL1基因表达异常，同时造成TCR多样性区域的破坏。在白血病缓解期，重排的持续检出，提示微小残留病的存在或以后复发的可能。T细胞受体是T细胞表面识别特异抗原的结构，是由二硫键连接的异二聚体，有α／β和γ／δ2种，每个成熟的T淋巴细胞表达两者之一。TCR4个亚单位的基因定位分别是α链14q11～q13、β链7q32～36、γ链7p15和δ链14q11。各基因区由可变区（V）、连接区（J）和恒定区（C）片断组成。胚系状态下，这些基因片断由不编码的顺序所分隔。在T淋巴细胞的发育过程中，基因片断发生V－（D）－J重组以形成功能基因。在DNA重组过程中，由于重组酶识别错误导致TCR基因中的重组成分与TCR以外的基因发生重组，甚至可以是非TCR的2个基因间的重组。由此产生的各种染色体异常和相关基因改变构成了T－ALL的分子生物学基础。

（1）t（1；14）（p33；q11）9t（1；7）（p33；q35）和1p中间缺失：在1p33上有SCL基因，亦称“TAL1基因”，在造血祖细胞中表达，是造血细胞生成必需的。TAL1的蛋白产物具有转录激活功能，参与造血发育。正常情况下它在红细胞系、早期粒细胞系中表达，但T细胞中的表达率很低。发生于TAL1的异常包括2种形式：易位和缺失。易位是TAL1基因与TCRδ或TCRβ基因并置。缺失是TAL1和位于其上游的SLCS基因间长约90kD的片段缺失，致TAL1和SL的启动子并置，这种中间缺失具有正常V－（D）－J重组的所有特点。易位和缺失导致TAL1基因的表达被置于TCRδ和SL基因调控顺序作用下，然后两者都是T细胞中功能相关的高表达基因，从而引起T细胞中TAL1蛋白质过量表达。TAL1蛋白作为转录因子，可通过与特异靶基因相互作用发挥转录调节功能而参与白血病发生。

（2）t（11；14）（p15；q11）、t（11；14）（p13；q11）和t（7；11）（q34；p13）：2种t（11；14）易位使TCRα基因分别与位于11p15的TTG－1基因或位于11p13的TTG－2基因并置。在儿童T－ALL中累及TTG－1基因的约占1%，但累及TTG－2基因的易位可高达25%。TTG－1、TTG－2正常情况下在小鼠中枢神经系统发育成熟过程中起作用。在人类，虽然TTG－1和TTG－2在正常细胞中不表达或低表达，但当有累及这些基因的易位存在时，T－ALL的肿瘤细胞常有丰富的表达。易位使TTG－2启动子内的负调控区断裂而致其被置于TCRα或TCRγ的调控下，是引起异常高表达的原因，如在胸腺细胞发育过程中异常表达，可导致白血病发生。研究表明，此种染色体异常与预后无明显相关。

（3）t（10；14）（q24；q11）、t（7；10）（q35；q24）：该易位使TCR或TCRβ基因与10q24的HOX11基因并置。HOX11是同源盒基因，编码的蛋白中有保守的同源盒结构域，它通过螺旋－转角－螺旋（HTH）的结构模式与启动子或增强子序列相结合，具有使报告基因转录激活的能力。HOX11在正常T淋巴细胞中不表达，但在有累及HOX11易位的白血病原始细胞中高表达。5%～10%的儿童T－ALL有此易位，该组患儿预后较好。

（4）t（7；9）（q34；q34．3）：该易位使TCRβ基因与q34．3上的TAN－1基因并置。TAN－1是果蝇notch基因的人类对应物，编码一跨膜蛋白，在淋巴组织中表达最高。TAN－1断裂基因和TCRβ基因并置使其在T淋巴细胞中表达，可对细胞生长产生持续刺激信号。研究发现，将tan21蛋白引入小鼠骨髓细胞可致T细胞恶性肿瘤。

（5）t（7；19）（q34；p13）：该易位使TCRβ和19p13上的Lyl－1基因并置。Lyl－1基因在大多数粒系、红系和B淋巴细胞中表达，而在大多数T淋巴细胞中表达很低或不表达。其编码产物是一种与细胞增殖和分化调控有关的HLH蛋白。易位虽使Lyl－1基因断裂，但仍保持有转录活性，产生较正常稍短的转录物，并在T淋巴细胞中高水平表达。

（6）t（1；7）（p34；q34）：该易位使1p34上的LCK基因和TCRβ基因并置，由TCRβ基因增强子上调LCK基因的转录。LCK基因的蛋白产物为酪氨酸蛋白激酶p56lck，属src家族，参与由CD4介导的信号转导。正常情况下，LCK仅在淋巴细胞中表达，易位可致其异常表达并引起细胞转化的发生。动物实验亦证实，过度表达p56lck的转基因小鼠可患胸腺瘤。

（7）t（8；14）（q24；q11）和t（2；8）：2种易位均累及8q24上的C－MYC基因，使其分别与14q11上的TCRα基因和2号染色体上尚未鉴定的一种基因并置，致C－MYC过度表达。t（8；14）（q24；q11）并非T－ALL特有，在前B－ALL中也可见到。

（8）inv（14）（q11；q32．1）和t（14；14）（q11；q32．1）：2种异常均累及14q32．1上的TCL1基因，该基因产物的功能还不清楚。由于有这些异常的白血病原始细胞高水平表达TCL1，而没有异常的细胞则无表达，表明该基因通过易位至TCRα位点而出现了调节异常。