研究未甲基化胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸寡脱氧核苷酸(DSP30)和IL-2在慢性淋巴细胞白血病(CLL)常规染色体检测中的价值。
DSP30联合IL-2刺激CLL细胞增殖,CLL细胞培养72 h后进行染色体制备,采用R显带法进行核型分析。对85例患者进行FISH检测,与同期核型结果进行比较。
89例CLL患者中,无分裂象者5例,84例(94.38%)患者染色体分析成功,51例检测出染色体异常,异常检出率为60.71%(51/84),复杂核型者占52.94%(27/51)。对85例CLL患者进行了FISH检测,FISH探针为D13S25、RB1、P53、ATM、cen12。FISH检测结果显示74例异常,异常检出率为87.06%(74/85),其中复杂核型2例,占2.70%(2/74)。85例进行FISH检测的CLL患者中,50例常规染色体核型分析异常,30例核型正常,5例无分裂象,异常检出率为62.50%(50/80);其中FISH检测异常而核型正常者25例,核型异常而FISH检测正常者4例,两者结合检测出异常者78例,异常检出率91.76%。FISH检测到的13q-异常率明显高于常规核型分析(69.41%对16.67%,P<0.001),11q-、+12、17p-异常检出率两种方法的差异无统计学意义(P>0.05)。常规核型分析对复杂异常的检出率(50.98%)高于FISH(2.70%)。另外,根据FISH结果进行预后分层的11例低危和9例中危患者均为复杂核型,根据核型结果被归为高危组。
DSP30联合IL-2可以提高CLL患者常规染色体异常的检出率,对复杂异常核型的检测更为有效。FISH异常检出率高于常规核型分析方法,对缺失片段较小的13q-异常更为敏感,两者结合不仅将染色体异常检出率提高至91.76%,还可对CLL患者进行更为准确的预后分层,为临床提供更多信息。
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慢性淋巴细胞白血病(CLL)是一种西方国家常见的老年血液系统肿瘤,男性多见,临床预后具有较大异质性。因此,对CLL患者进行准确的预后评估非常重要。目前用于判断预后的指标除了免疫球蛋白重链可变区(IGVH)突变状态、分子突变、血液学指标、CD38、ZETA相关蛋白70(zeta associated protein kinase 70,ZAP70)以外,也包括染色体核型分析和FISH[1]。长期以来,由于CLL细胞在体外通常具有极低的有丝分裂活性,且对经典有丝分裂原反应很差,使得对CLL细胞进行细胞遗传学分析非常困难,异常检出率很低。而FISH可对CLL中的非分裂细胞进行染色体异常检测,异常检出率可达80%[2],但FISH受到使用探针的限制,无法对核型进行全面评估。文献报道,未甲基化胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸寡脱氧核苷酸(CpG-oligonucleotide,DSP30)结合IL-2能有效刺激CLL细胞体外增殖,使得CLL患者染色体异常检出率达到约80%[3]。我们对89例CLL患者进行染色体核型分析,其中85例患者同时进行FISH检测,并将核型分析结果和同期FISH结果进行比较,旨在比较两种方法分别及联合应用对提高CLL细胞遗传学异常检出率的意义,现将结果报告如下。
2017年11月到2019年1月门诊及住院CLL患者89例,中位年龄63(36~89)岁,其中男57例(64%),女32例(36%),CLL的诊断符合《血液病诊断及疗效标准》[4]。
采用DSP30联合IL-2刺激培养法,DSP30的浓度2 μmol/L,IL-2的浓度100 μmol/L,常规制备染色体并采用R显带技术进行核型分析。染色体异常按照《人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN2016)》的相关规定识别和描述。依照Haferlach等[2]的标准,分析5个及以上细胞分裂象为染色体制备成功,同时伴有≥3种无关异常者定义为复杂异常核型。
FISH探针均购自北京金菩嘉医疗科技有限公司,-20 ℃保存备用。探针包括D13S25、RB1、P53、cen12、ATM,分别检测13q-、17p-、+12、11q-异常,FISH操作步骤参照说明书进行。在Olympus BX60荧光显微镜下观察间期细胞荧光杂交信号,每例至少分析300个间期细胞(不计重叠细胞),计算阳性细胞比例。FISH结果阳性判断标准为≥+3s;5种探针的阳性阈值分别为:4.8%、5.1%、4.62%、5.18%、5.35%。
采用SPSS 23.0进行数据分析,计数资料用构成比表示,分组计数资料的比较采用χ2检验,所有统计学分析采用双侧检验,P<0.05为差异有统计学意义。
89例CLL患者中,53例根据Rai和Binet分期系统进行了分期,其中Rai 0期、Binet A期3例,Rai Ⅰ期、Binet A期8例,Rai Ⅰ期、Binet B期8例,Rai Ⅱ期、Binet B期10例,Rai Ⅲ期、Binet C期5例,Rai Ⅳ期、Binet C期19例,其余34例患者因资料不全无法进行详细分期。其中初诊患者49例,复发患者30例,10例患者资料不全。
89例患者中仅5例未见分裂象,染色体分析成功率94.38%(84/89),其中51例为染色体异常核型,异常检出率为60.71%(51/84)。染色体核型异常为数目和结构异常,且涉及包括22对常染色体和1对性染色体在内的所有染色体,根据核型异常数目分为1种异常、2种异常及≥3种异常,染色体异常分布情况见图1。其中复杂异常者26例,占50.98%(26/51);2种异常者6例,占11.76%(6/51);1种异常者19例,占37.26%(19/51)。84例CLL患者中检出13q-异常者14例(16.67%,14/84),其中单纯13q-异常者5例;检出+12异常者20例(23.81%,20/84),其中单纯+12异常者10例;检出11q-异常者8例(9.52%,8/84);检出17p-异常者5例(5.95%,5/84)。
89例进行核型分析的CLL患者中,85例同时进行了FISH检测,其中包括5例核型分析失败标本。FISH检测结果为74例异常,11例正常,异常检出率87.06%(74/85)。按照异常的发生率从高到低依次为del(13q14)(69.41%,59/85)、+12(21.17%,18/85)、11q-(9.41%,8/85)、17p-(5.88%,5/85)。在FISH异常病例中,60例为单一异常;14例为2种及以上异常:13q-伴+12者5例,13q-伴11q-者3例,13q-伴17p-者3例,+12伴11q-者1例;≥ 3种复杂异常者2例。
85例进行FISH检测的CLL患者中,74例FISH异常,11例FISH无异常,异常检出率87.06%(74/85)。85例患者中,50例常规染色体核型分析异常,30例正常,5例无分裂象,异常检出率为62.50%(50/80)。进一步分析13q-、11q-、+12、P53缺失4种常见异常发现,FISH对13q-的异常检出率高于常规核型分析,且差异具有统计学意义,常规核型分析对11q-、+12、P53缺失的检出率略高于FISH,两者的差异无统计学意义(表1)。FISH检测异常而核型正常者25例,均为13q-。核型异常而FISH检测无异常者4例,2例为复杂核型,1例为del(14)(q23q32),1例为-X伴del(7)(q22q34)。另外5例患者核型分析失败,FISH检测显示其中3例异常,分别为11q-、13q-、13q-伴17p-。将FISH和常规核型分析检测结合,检出异常者78例,异常检出率达91.76%。47例FISH检测为单纯13q-的患者中,9例的核型分析结果为包含13q-在内的3种异常,2例为不伴13q-的3种异常,5例为不伴13q-的2种异常。12例FISH检测为单纯+12异常的患者中,5例为包含+12在内的3种异常,1例为包含+12在内的2种异常,1例为正常核型。
染色体异常类型 | FISH的异常检出率 | 染色体核型分析的异常检出率 | χ2值 | P值 |
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13q- | 69.41(59/85) | 16.67(14/84) | 47.902 | <0.001 |
+12 | 21.18(18/85) | 23.81(20/84) | 0.168 | >0.050 |
P53 | 5.88(5/85) | 5.95(5/84) | 0.000 | >0.050 |
11q- | 9.41(8/85) | 9.52(8/84) | 0.006 | >0.050 |
参照NCCN 2019,依据FISH结果对74例检测异常的患者进行预后分层:47例为预后良好组(包含13q-),17例为预后中等组(包含+12),10例为预后不良组(包含11q-、17p-)。依据核型分析结果对51例异常患者进行预后分层,26例为预后不良(复杂核型)组。10例FISH预后不良者中,6例为复杂核型,2例未见分裂象,2例包含11q-在内的2种异常。26例核型分析预后不良者中,6例FISH结果预后不良,9例预后中等,11例预后良好。结合2种结果提示预后不良者30例。
尽管本研究CLL患者例数较少(89例),但中位发病年龄(63岁)、以男性多见等基本特征与文献报道相似[5]。长期以来,为提高CLL患者的染色体异常检出率,各种刺激剂均被尝试应用,但效果不佳。丝裂原如脂多醣(LPS)和美洲商陆(PWM)刺激剂的异常检出率分别为12.5%和17.3%~37%,佛波醇酯(TPA)刺激剂效果较好,为38%~70%,但TPA本身有一定的毒性,故不适合常规实验室使用[6,7,8,9,10]。近来研究发现,DSP30联合IL-2可刺激慢性B淋巴细胞白血病细胞,提高成功率的同时也极大提高了异常检出率[7,8,9]。DSP30为一组19~25个碱基对的未甲基化CpG基序,可激活包含B细胞在内的免疫细胞,诱导其增殖并产生细胞因子。另有研究表明IL-2具有抗凋亡作用,而DSP30可使B细胞表面表达IL-2受体[11,12]。因此,DSP30、IL-2与CLL细胞共同培养既可促使成熟的B细胞增殖,又能通过抗凋亡降低细胞的死亡率,从而提高细胞活性。
2006年,Dicker等[3]首先将DSP30联合IL-2应用于132例慢性B淋巴细胞白血病患者的细胞培养并进行染色体分析,发现其成功率及异常检出率分别高达95%和81%。次年,Haferlach等[2]再次应用同样的刺激剂对506例CLL患者进行染色体分析,其成功率和异常检出率分别为98.8%和83%,同期FISH异常检出率分别为79%和78%,略低于核型分析结果。国外其他团队也进行了相应研究,其染色体异常检出率为51%~80%[13,14,15,16,17],均较既往方法有明显提高。本研究应用DSP30和IL-2对89例CLL患者进行染色体分析,84例患者分析成功,成功率为94.38%,其中51例核型异常,异常检出率为60.71%,与Heerema等[10]和Liaw等[18]的报道一致。尽管国外各研究的异常检出率均高于既往结果,但远低于Dicker等[3]报道的80%以上。推测其原因可能为:①采用的标本不同:Dicker等将骨髓或外周血经淋巴细胞分离液分离出单个核细胞进行培养,而其他实验室均为全血或全骨髓细胞培养;②秋水仙素作用时间不同:Dicker等在培养48 h后加入秋水仙素,共同作用24 h后再制备染色体,而其他实验室一般培养72 h后加入秋水仙素,共同作用3~6 h后制备染色体;③核型分析者的水平差异。
应用FISH可使80%的CLL患者检测出细胞遗传学异常。Kotkowska等[19]对62例CLL患者进行了FISH检测,总体异常检出率为84%,其中13q-、11q-、+12和P53缺失的异常检出率分别为66%、26%、16%和4.8%。本组89例患者中85例进行了13q-、11q-、+12和P53缺失的FISH检测,包括核型分析成功的80例和核型分析失败的5例患者。其中74例发现异常,总体异常检出率为87.06%,各探针的异常检出率分别为69.41%、21.18%、9.41%和5.88%,与文献报道相符。
FISH与常规细胞遗传学方法敏感性不同,Haferlach等[20]报道,FISH检测出1种异常的敏感性显著高于常规核型分析方法,而后者对2种及以上异常的检出率则高于前者。同样,本研究中FISH方法检测出1种异常的敏感性高于核型分析,而核型分析对复杂异常的检出率高于FISH。与文献不同的是,核型分析方法对2种异常的检测率略低于FISH。另外,分别将13q-、11q-、+12和17p-的FISH检出率与核型分析的检出率比较,FISH对13q-的异常检出率高于常规核型分析(P<0.05),因为相当一部分13q-异常由于缺失片段较小属于微缺失,无法被核型分析鉴别[2,3]。对于其他3种异常,两种方法的检出率差异均无统计学意义(P>0.05)。在FISH检测到的60例单一异常中,大多为13q-(47例),其中包括25例核型正常者。其他异常片段较大,均可通过常规核型分析方法鉴别。另外,FISH检测到的单一异常中1例为11q-,但核型分析未见分裂象。故FISH的异常检出率高于常规核型很大程度上是因为FISH可以检测小片段异常,并且不受分裂象限制,可以检测核型分析无法检测的间期细胞。
众所周知,复杂异常核型为CLL的预后不良因素。伴复杂异常核型者总生存(OS)期和首次治疗时间(TTFT)短。Thompson等[21]报道,复杂核型较非复杂核型CLL患者的OS时间明显缩短(9个月对28个月,P=0.007);Baliakas等[22]于2014年对1 001例CLL患者研究发现,复杂异常核型者的TTFT较非复杂异常核型者显著缩短。另外,Rigolin等[23]的研究将两组CLL患者根据FISH结果进行预后分层,低危组分别为106和160例,中危组分别为16和34例,高危组分别为23和44例。结合常规核型分析结果将患者再次分组发现,第1组FISH低危和中危者中分别有6例和2例为复杂异常核型;第2组FISH低危和中危者中分别有15例和6例为复杂异常核型,从而将第1组中的8例和第2组中的21例纳入高危组。本研究中,常规核型分析对复杂核型的检出率高于FISH,故根据FISH进行预后分层的结果与文献报道类似。联合常规核型分析,FISH预后分层低危和中危组分别有11例和9例患者为复杂核型,重新将20例患者纳入高危组(共30例)。其中23例可进行明确分期,包括Rai Ⅰ期、Binet A期3例,Rai Ⅰ期、Binet B期3例,Rai Ⅱ期、Binet B期4例,Rai Ⅲ期、Binet C期3例,Rai Ⅳ期、Binet C期10例,表明根据细胞遗传学结果进行预后分层的高危患者大多为CLL晚期。
综上所述,采用DSP30联合IL-2刺激剂对CLL患者进行常规染色体核型分析能极大提高CLL核型分析成功率和异常检出率,尤其利于鉴定复杂核型,其检出率显著高于FISH,但易漏检小片段或小克隆异常,且受分裂象限制,导致部分病例核型分析失败。而FISH则能克服这些缺点,对小片段和小克隆异常的检出率显著高于常规核型分析,但受所选探针的限制,无法检测所选探针以外的异常。故DSP30联合IL-2刺激后染色体核型分析与FISH可以相互补充,有助于更全面、更灵敏地检测CLL的细胞遗传学异常,增加我们对CLL发病机制中遗传学复杂性和异质性的认识。此外,近年来发展起来的基因芯片技术可以更全面、更灵敏地检测不平衡基因组拷贝数异常、杂合性丢失或单亲二倍体,因此,从DSP30和(或)IL-2刺激、培养的细胞中提取DNA进行基因芯片检测,再联合核型分析和FISH可以为临床提供更多信息。