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编号:10282080
慢性粒细胞白血病染色体异常的研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1999年第1期
     作者:苏欣莹 曹琪 何凯莉 陈竺 陈赛娟

    单位:200025 上海瑞金医院上海血液学研究所

    关键词:白血病;髓样,慢性;基因组,人;染色体

    中华医学杂志990110 【摘要】 目的 研究慢性粒细胞性白血病急变过程中基因组的异常。方法 对15例急变期,3例加速期和20例慢性期的患者进行了常规细胞遗传学分析,用比较基因组杂交和双色染色体涂抹的方法。结果 在所有被研究的病例中均检测到费城(Ph)染色体,其中15例演进病例中有12例还伴有其它的染色体数量和/或结构的异常,而20例慢性期中仅5例伴其它异常。染色体数量变化是Ph染色体双体或三体(5/14例)和8号染色体三体(5/14),另有7号和17号染色体三体(各为1例),3例均有涉及1q12-21的异常,分别为t(1;17)(q12-21;q10),t(1;10)(q12-21;q26)和t(1;11)(q12-21;p15)。比较基因组杂交分析发现有8例存在遗传不平衡,包括1q、7p、8、17、20号染色体及17q染色体DNA量的增加和6q13-21、8p、17p DNA量的减少。此外,应用染色体涂抹技术检出了1例常规染色体分析未能确证的非常复杂的染色体易位,其同时存在 del(3),del(6)(q13-21),der(6)t(17;3;6),der(17)t(6;17),t(9;22)。结论 我们联合运用比较基因组杂交,染色体涂抹和常规细胞遗传学分析方法,能更精确地检测慢性粒细胞白血病急变过程中基因组的异常,为进一步的分子生物学研究奠定了基础。
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    Chromosomal abnormalities in 38 CML cases of various phases SU Xin Ying, CAO Qi , HE Kai Li, et al. Shanghai Institute of Hematology , Rui-Jin Hospital, Shanghai 200025

    【Abstract】 Objective To study the genomic abnormality underlying the blast crisis of chronic myeloid leukemia(CML). Methods 15 CML patients in blast crisis (BC), 3 in accelerated phase (AP) and 20 in chronic phase (CP) were analyzed by conventional cytogentics, comparative genomic hybridization (CGH) and dual color chromosomal painting.Results Philadelphia (Ph) chromosome was identified in every case studied. Only 5 among 20 CP patients had additional abnormalities while 12 out of 14 patients with disease progression (BC+AP) showed extra numerical and/or structural chromosmal aberrations. Cytogenetically, the most common chromosome gains during BC and AP were double or triple Ph chromosome(5/14), trisomy 8(5/14), trisomy 7(1/14) and 17(1/14). Three cases showed the same region being involved in translocations t(1;17)(q12-21;q10),t(1;10)(q12-21;q26) and t(1;11)(q12-21;p15). CGH analysis detected genetic imbalances in 8 cases. In one case, a very complex chromosmal translocation del(3), del(6)(q13-21), der(6)t(17;3;6), der(17)t(6;17) was characterized by chromosomal painting.Conclusion We find that the combined use of CGH, chromosomal painting, and classic cytogenetic analysis allows a better evaluation of the genomic aberration involved in CML blastic transformation, and offers new directions for its further molecular investigation.
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    【Key words】 leukemia myeloid, chronic Genome, human Chromosomes

    (Natl Med J China, 1999,79:34-37)

    慢性粒细胞性白血病(慢粒)是一类克隆性的造血干细胞性疾病,其特征为粒细胞数量明显增加。其病程自发病开始,依次经过慢性期(平均历时3年)、恶性程度增高的加速期,最终进入急变期。急变期患者症状加重,其临床症状与急性白血病极为相似,因此,有时急变期慢粒与伴有Ph染色体阳性的急性白血病难于鉴别[1]。人们在以往的研究中发现在急变期的患者中,约有80%患者的核型除了有Ph 染色体外,还伴有其它附加的异常,常见的有8、19、20、21号染色体三体,17号染色体长臂等臂[i(17q)]和双Ph染色体[2,3]等,由于该疾病急变的分子机制尚未被阐明。因此,本研究联合应用常规细胞遗传学方法、分子细胞遗传学——染色体涂抹(chromosome painting) 方法和比较基因组杂交对慢粒急变的可能机制进行研究,这有可能对于防止或推迟慢粒急变提供重要的理论依据,从而达到延长患者生存期的目的。
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    对象与方法

    一、对象

    收集了15例慢粒急变期患者男11例,女4例,年龄6~73岁。3例加速期患者的骨髓标本,同时还收集了20 例慢性期患者的骨髓标本作为研究对照组。核型分析和染色体涂抹所用的染色体标本从患者骨髓培养获得。

    比较基因组杂交所用的患者DNA标本来自患者骨髓中分离得到的单个核细胞。正常对照者DNA取自正常人外周血。正常人染色体标本是正常人外周血经植物血凝素刺激后培养获得。

    二、方法

    1.核型分析:患者染色体标本取自患者的骨髓,无需植物血凝素刺激按常规方法制备后用R带显带技术使染色体显带,根据ISCN标准进行核型分析[4]
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    2.双色染色体涂抹(Dual Color Chromosome Painting) 技术:使用1、3、6、10、11和17号染色体特异的探针与患者的染色体杂交,经荧光染色后,在荧光显微镜下观察结果,探针分别使用地高辛标记和生物素标记。

    3.比较基因组杂交:根据Kallioniemi 的方法进行[5]

    用经典的酚-氯仿抽提法抽提患者和正常对照者的DNA。得到的DNA用缺口平移法标记,生物素标记患者DNA,地高辛标记正常者DNA,制成片段大小为0.5~1 kb的探针。分别变性探针和正常人染色体,而后进行杂交,37℃杂交3天。杂交后用异硫氰酸荧光素将生物素标记的患者DNA染成黄绿色,四乙基异硫氰酸罗丹明将地高辛标记的正常对照者DNA染成红色荧光。最后用4,6-2氨基-2-苯基吲哚复染,将正常人染色体染成蓝色。在荧光显微镜下选择相应波长的滤色片观察3种不同的荧光。用安莱公司的软件摄取并比较红、绿两种荧光的强度,用以反映出患者和正常对照者DNA的比率,以分析患者DNA拷贝数量是否有变化。
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    结果

    一、核型

    15例慢粒急变患者和3例加速期患者中,除4例因细胞培养后分裂相少或形态差而无核型结果外,其余均发现Ph染色体。除此之外还伴有数量和/或结构异常的有12例,其中,染色体数量的异常包括Ph染色体双体或三体(4/14),+8(5/14),+7(1/14)和+17(1/14);染色体结构异常有i(17q),t(1;17)(q12-21;q10),t(1;10)(q12-21;q26),t(1;11)(q12-21;p15)(表1)和1例非常复杂的染色体易位表1例6,确切核型见染色体涂抹结果。而作为对照组的20例慢粒慢性期患者除2例因细胞培养后分裂相少或形态差而无核型结果外,其余均发现Ph染色体,其中3例还有附加异常,分别为47,XY,+8,t(9;22)(q34;q11)/46、XY,t(9;22)(q34;q11);45、X,-Y,t(9;22)(q34;q11)和47,XY,+Y,t(9;22)(q34;q11)。
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    表1 18例慢粒急变期和加速期患者的核型结果 例号

    性别

    年龄

    核型

    1

    女

    36

    48,XX,+8,t(9;22)(q34;q11),+der(22)t(9;22)(q34;q11)[7]/46,XX,t(9;22)(q34;q11)[1]

    2

    男

    32
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    47,XY,t(9;22)(q34;q11)+der(22)t(9;22)(q34;q11),add(6)(p22p25)[10]

    3

    男

    6

    47,XY,+8,t(9;22)(q34;q11),i(17)(q10)[11]

    4

    女

    32

    46,XX,t(9;22)(q34;q11),add(9)(p21p24)[17]

    5
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    女

    61

    46,XX,t(9;22)(q34;q11)[4]

    6

    男

    38

    46,XY,del(3)(p22),del(6)(q13-21),der(6)t(17;3;6)(?;?;?),t(9;22)(q34;q11),der(17)t(6;17)(?;?)[12]

    7

    男

    73

    50,XY,+7,+8,t(9;22)(q34;q11)+der(22)t(9;22)(q34;q11)×2[2]/49,XY,+7,+8,t(9;22)(q34;q11),+der(22)t(9;22)(q34;q11)[2]/46,XY,t(9;22)(q34;q11)[8]
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    8

    男

    47

    49,XY,+8,+17,t(9;22)(q34;q11),+der(22)t(9;22)(q34;q11)[9]

    9

    男

    36

    46,XY,t(9;22)(q34;q11)[5]

    10

    男

    29

    4**,X**,t(9;22)(q34;q11),inc
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    11

    男

    33

    4**,X**,t(9;22)(q34;q11),inc

    12

    男

    64

    4**,X**,t(9;22)(q34;q11),inc

    13

    男

    37

    46,XY,t(9;22)(q34;q11),der(17)t(1;17)(q12-21;q10),+dup(1)(q12-21qter)[4]
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    14

    女

    32

    46,XY,t(9;22)(q34;q11);t(1;10)(q12-21;q26)[10]/47,XX,t(9;22)(q34;q11),t(1;10)(q12-21;q26),+der(22)t(9;22)(q34;q11)[1]

    15

    男

    51

    46,XY,t(1;11)(q12-21;p15),t(9;22)(q34;q11)[11]

    16

    女
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    36

    46,XX,t(9;22)(q34;q11),i(17)(q10)[8]/46,XX,t(9;22)(q34;q11)[1]

    17

    男

    34

    47,XY,+8,t(9;22)(q34;q11)[1]/46,XY,t(9;22)(q34;q11)[2]

    18

    男

    37

    4**,X**,t(9;22)(q34;q11),inc
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    注:1~15均为急变期,16~18为慢粒加速期

    二、比较基因组交杂结果

    14例慢粒急变期患者中,有7例异常,3例加速期患者有1例异常,异常率为47%。异常涉及多条染色体,丢失的有6q13-21、17p和8p,获得的有8、17、17q和20,扩增的有1q(q12-21qter)、17q和20(图1)。而对照组20例慢性期患者中仅有2例异常(+Y、-Y),异常率仅为10%,且仅涉及Y染色体。

    注:右侧线条表示该染色体DNA量增加,左侧则表示DNA量减少,其中细线表示DNA获得或缺失,粗线表示扩增.

    图1 18例慢粒急变和加速期患者DNA量异常分布情况

, http://www.100md.com     三、染色体涂抹结果

    对1例伴非常复杂染色体易位的患者(第6例),分别用3号(绿色)和17号(红色)染色体探针进行双色涂抹,发现一条3号染色体短臂处断裂,与一条断裂的17号染色体的一部分发生融合,并与一未知的染色体形成了一条新的衍生染色体; 而那条断裂的17号染色体剩余部分也与一未知染色体形成了新的衍生染色体(图2A)。接着,又用3号(红色)和6号(绿色)染色体探针进行涂抹,发现一条正常的3号,一条正常的6号染色体,另一条3号染色体短臂部分缺失,另有一条来源于3、6和17号染色体的衍生染色体和一条来源于6和17号染色体的衍生染色体(图2B)。据此,该例患者的确切核型为46,XY,del(3),del(6)(q13-21),der(6)t(17;3;6),t(9;22),der(17)t(6;17)(表1)。

    图2 A:第6例患者第3和17号染色体双色涂抹结果.chr.3和chr.17指正常的3和17号染色体;del3指部分缺失的3号染色体;add(17)(q?)指长臂增加的17号染色体;der?指来自3,17和一未知染色体的衍生染色体。B:第6例患者第3和6号染色体双色涂抹结果。chr.3和chr.6指正常的3和6号染色体;del3指部分缺失的3号染色体;der17指和部分6号染色体融合的衍生17号染色体;der6指来自3,6,17号染色体融合的衍生染色体.
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    讨论

    我们联合应用常规核型分析,比较基因组杂交和染色体涂抹来研究慢粒加速期和急变期的基因组异常。比较基因组杂交不能检出的染色体平衡易位(Ph染色体)易被核型分析检出,比较基因组杂交能发现常规核型分析所不能检测的染色体增加和缺失(例2、13)。在例6患者中,未发现17号染色体的异常,我们根据核型的初步结果,推测可能存在t(3;17),通过染色体涂抹得到了证实。由此可见,以上三种方法的联合应用可最为准确地描述复杂的染色体异常。

    与慢性期相比(5/20,25%),附加的染色体异常更常见于疾病的加速期和急变期(13/14,93%)。附加的染色体异常主要涉及8,17和20号染色体。+8,+17 和双Ph 染色体早有报道[2],而20号染色体的增加在慢粒中少有报道[3]。20号染色体的增加在其他一些肿瘤疾病中也常有发生,如乳腺癌[6],肝胚细胞瘤[7],这表明20号染色体DNA的增加与肿瘤的发生有密切关系,它在慢粒从慢性期向急变期发展的过程中也可能起了一定作用。
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    除数量异常外,急变期患者还有除Ph染色体外的结构异常。我们在例3急变期患者和例16加速期患者中发现了i(17q),该核型分析的结果在比较基因组杂交结果中得到了证实。分子生物学的研究结果提示慢粒的演变涉及某些特殊基因。i(17q)引起慢粒急变的可能机制是在i(17q)的形成过程中短臂缺失,17p上的等位基因也随之缺失,其中包括p53抑癌基因的缺失。事实上,p53基因的缺失对于慢粒演进的作用已在动物模型中得到证实[8]。然而,剩余的p53等位基因少有发生突变,2例i(17q)的患者用SSCP未检出p53基因5-8号外显子的突变(未发表资料)。与之相反的是,人们在大部分实体瘤中发现p53基因点突变的同时存在其等位基因的丢失。由此可见,17p上所涉及的其它基因可能在慢粒向急变期发展中的作用比p53更为重要。p53等位基因的丢失在急性粒细胞白血病改变中较为常见,而p16抑癌基因的丢失则与急性淋巴细胞白血病变有关[9]。此外,还有人报道了EVI-1[10],c-myc基因[11]和血小板衍生生长因子[12]的表达发生改变,但这些非随机的细胞遗传学变化的分子机制尚未阐明。因此,对非随机染色体改变的分子机制的进一步研究能使我们更好地了解慢粒的演变。
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    本课题为国家自然科学基金(39770830)和上海血液学研究所胡应洲基金资助项目

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    收稿:1998-02-18 修回:1998-09-30, 百拇医药