引言:作為全球血液學領域最大最權威的國際學術盛會之一,第62屆美國血液學會年會(ASH 2020)吸引了來自全球100多個國家的近三萬名血液學專家、學者和其他專業人士參會,會議期間有數千份報告的精彩呈現。來自Thomas P.Loughran實驗室的Heejin Cheon博士在本次ASH會議上報導了最新研究:大顆粒淋巴細胞白血病的基因組景觀分析揭示其病因。
大顆粒淋巴細胞白血病(LGL)是一種罕見的淋巴細胞增生性疾病,其特徵是表達T細胞受體αβ(TCRαβ)的CD3+細胞毒性T細胞或CD3-自然殺傷(NK)細胞的克隆性擴增,此外,表達TCR γδ(GD)的CD3+ T細胞亞型也會發生克隆擴增,但發生的頻率相對較低[1]。大約30% 的T-LGL患者中存在STAT3體細胞突變,並且所有的突變位點均位於21號外顯子上,編碼Src同源2 (SH2)結構域,該結構域介導STAT蛋白的二聚化和激活[2][3] (圖1)。與沒有STAT3突變的患者相比,含有STAT3突變的患者更容易出現中性粒細胞減少和類風溼關節炎[2]。在這項研究中,作者基於迄今為止最大的患者隊列的分析,展示了上述三種LGL亞型(T, NK, GD)的分子圖譜,為了更準確地確定LGL的共同以及獨特病因,需要對所有LGL亞型的基因組數據進行綜合分析。
收集116例知情同意後的LGL白血病患者配對的唾液和PBMC樣本以及相關的臨床信息,研究隊列包括93例T-LGL患者,11例名NK-LGL患者和12例GD T-LGL患者。對PBMC樣本和唾液樣本進行全外顯子測序,僅對PBMC樣本進行轉錄組測序。
研究發現患者中不僅存在LGL潛在驅動因子STAT3(n = 56),TNFAIP3(n = 9)和PIK3R1(n = 4)的體細胞突變,此外,通過突變聚類分析發現CDH8(n = 3)和CCL22(n = 4)這兩個體細胞突變也可能是潛在的驅動因子。其中CDH8在三種LGL亞型中均發生了突變,而CCL22僅在NK-LGL亞型患者中發生突變,STAT3和CCL22這兩個體細胞突變在NK-LGL患者中佔比達到64%(圖2)。
STAT3是LGL白血病患者中最常復發突變基因,但其發生的分子機制與臨床特徵尚未完全研究清楚。本研究發現:與野生型(WT) STAT3相比,STAT3突變的患者具有更高的突變負荷,這一特徵與患者的年齡無關,這與本研究患者隊列中顯性突變特徵顯示出時鐘樣特性相符(圖3)。作者還發現在STAT3突變的患者中,染色質修飾酶(如KMT2D,TET2,DNMT3A和SETD1B)發生突變的頻率提高(圖2)。約有10%的樣本具有廣泛的體細胞拷貝數畸變,並且STAT3和KMT2D同時發生突變的患者表現出高水平的微衛星不穩定性。與野生型STAT3相比,STAT3突變還與細胞凋亡,補體激活和幹擾素信號轉導相關的基因表達水平增加顯著相關。
年齡在51歲及以下的患者(n=28)未顯示出體細胞驅動基因的差異富集。有趣的是,患者的年齡與絕對中性粒細胞計數(ANC)顯著相關,年輕患者即使在調整了STAT3突變的存在後仍顯示出較低的中性粒細胞計數,因為它與較低的ANC相關(圖4)。由於中性粒細胞減少是LGL白血病的標誌性特徵,年輕患者與中性粒細胞減少和體細胞突變負荷降低之間的相互關係暗示可能涉及其他未知機制。
對於胚系突變,作者發現17名患者(14.6%)至少與一種致病性或者可能的致病性胚系突變有關。其中,5名患者中已知的腫瘤抑制因子發生致病性突變,包括FANCC(n = 1),BRCA1(n = 1),PALB2(n = 1),MUTYH(n = 1)和SDHA(n = 1),而另一1例患者ALK基因(一種已知的癌基因)發生致病性突變。
本研究報告了迄今為止LGL白血病最大患者隊列的全外顯子組和RNA-seq分析,發現STAT3突變與突變負荷增加、染色質修飾基因突變存在顯著相關性,暗示了STAT3突變患者中潛在的致病機制。通過分析所有LGL亞型,確定CDH8為T,NK和GD亞型的驅動因子。此外,作者報告了NK-LGL亞型特有的CCL22突變,但是在GD T-LGL亞型中未檢測到任何特異性突變。作者還發現約15%的患者攜帶至少一種具有已知致癌關聯的致病性胚系突變。這些發現深化了對該罕見疾病的病因學認識。
1. Cheon H J , Dziewulska K H , Moosic K B , et al. Advances in the Diagnosis and Treatment of Large Granular Lymphocytic Leukemia[J]. Current Hematologic Malignancy Reports, 2020, 15(Supplement_1).
2. Koskela H L M , Eldfors S , Ellonen P , et al. Somatic STAT3 Mutations in Large Granular Lymphocytic Leukemia[J]. New England Journal of Medicine, 2012, 366(20):1905-1913.
3. Jerez A , Clemente M J , Makishima H , et al. STAT3 mutations unify the pathogenesis of chronic lymphoproliferative disorders of NK cells and T-cell large granular lymphocyte leukemia[J]. Blood, 2012, 120(15):3048-57.
https://ash.confex.com/ash/2020/webprogram/Paper137269.html