说到血液病的检测内容

那可真不少

融合基因筛查

融合基因定量检测

怎么总是融合基因？

不理解？

那我们就来聊一聊这个熟悉的话题

别说，融合基因挺耳熟，似乎白血病与融合基因有着密不可分的关系。那融合基因到底是什么呢？

一、什么是融合基因？

融合基因是指在某种机制的作用下基因组中原有的不相干的基因片段错误的拼接在一起，形成了新的基因片段。

二、融合基因的形成

一般来说，融合基因主要发生在基因组水平（DNA），通过染色体重排形成，但也可以在转录组水平（RNA），通过基因剪接的作用机制形成，在血液肿瘤中融合基因以染色体重排最为普遍。

染色体重排可经以下6种方式产生融合基因，分别是：易位（translocation）、插入（insertion）、缺失（deletion）、倒位（inversion）、串联重复（tandem duplication）、染色体碎裂（chromothripsis）[1]。

基因重排机制

（图片来源: doi: 10.3390/ncrna7010010.）

融合基因是肿瘤发生发展的重要驱动因素。形成的融合基因可以通过激活原癌基因表达、使抑癌基因失活或形成新的融合蛋白导致转录调节因子异常，进而造成下游信号通路的激活或增强，最终促进细胞生长增殖、抑制细胞分化，从而导致肿瘤的发生。

以经典的费城染色体（Ph）为例，它就是由22号染色体上的BCR基因和9号染色体上的ABL基因分别断裂后，一部分BCR基因和部分ABL基因重新拼接而形成了BCR-ABL融合基因。这个异常基因的产生导致了异常蛋白的表达，使ABL基因上的酪氨酸激酶区域持续异常活化。这是慢性粒细胞白血病（CML）及部分急性B淋巴细胞白血病（B-ALL）的主要发病机制。

费城染色体示意图

（图片来源：《医话血液》）

三、融合基因的发现及检测

1962年，来自美国费城的Nowell教授通过染色体核型分析，在慢性粒细胞白血病患者中，首次发现22号染色体相比于正常人有所变短，引起了科学家的极大兴趣；

到70年代，染色体显带技术的发展使得人们可以通过染色体上的亮带和暗带，对染色体进行更细致的分析，此前在慢粒患者中发现的染色体异常被证实为9号染色体与22号染色体之间的易位，即t（9;22）（q34;q11），也就是前边提到的费城染色体。

此后，又不断发现了更多的染色体异常，如伯基特淋巴瘤中的t（8;14）（q24;q32）, t（2;8）（p11;q24）和t（8;22）（q24;q11），急性淋巴细胞白血病中的t（4;11）（q21;q23），急性早幼粒白血病中的t（15;17）（q22;q21），滤泡淋巴瘤的t（14;18）（q32;q21）等等。

70年代末，荧光原位杂交技术（FISH）的出现，对融合基因的检测不再受限于活体细胞及细胞的生长阶段，利用荧光信号表示基因数量和位置的变化，被认为是融合基因检测的金标准。

1983年，PCR技术的出现更是整个分子生物学领域革命性的突破，在此基础上发展出来的巢氏PCR、荧光定量PCR技术以及最新的二代测序技术等极大的推动了分子医学诊断的进步。

近年来越来越的多融合基因被发现，对融合基因的研究也越来越深入[2]。

四、融合基因与白血病

我们知道融合基因在白血病患者中非常普遍，很多白血病患者对融合基因这个词并不陌生，那么临床上检测融合基因的作用都有什么呢？

让我一起来看一看融合基因的检测能够给我们带来哪些信息吧。

1

诊断分型

融合基因是许多癌症类型的特征性细胞遗传学特征，因此，可以作为临床诊断的重要诊断依据。

迄今报道，白血病涉及至少数百种融合基因。依据WHO（2008）分型标准，对白血病诊治和预后判断有重要价值的融合基因有：急性髓系白血病（AML）：AML-ETO、PML-RARα、CBFβ-MYH11、MLL-AF9融合基因；急性淋巴细胞白血病（ALL）：TEL-AML、E2A-PBX1、BCR-ABL、MLL-AF4融合基因；慢性髓性白血病（CML）:BCR-ABL融合基因[3]。

初诊时，医生通常会开具常见融合基因筛查的项目，其主要目的就是为了明确存在于白血病患者体内融合基因的种类，从而确定所属的白血病类型。

白血病融合基因可以作为诊断不同类型白血病的分子生物学特异性标志和确定诊断的依据。如急性早幼粒细胞白血病APL：PML-RARA，t（15;17）（q21;q22）；急性髓细胞白血病AML：AML1-ETO和ETO-AML1，t（8;21）（q22;q22）；慢性粒细胞白血病CML或部分急性淋巴细胞白血病ALL：BCR/ABL，t（9;22）（q34;q11）；急性T淋巴细胞白血病中（T-ALL）：SIL-TAL1等[4]。

2

预后判断

随着对融合基因研究深入，临床数据的不断积累，融合基因的检出在对白血病的风险分级，预后判断，以及个体化治疗方案的选择上，为临床提供了非常重要的判断依据。

以急性白血病为例，AML1-ETO融合基因阳性的患者通常能获得较高的缓解率和相对较长的生存期，而且长期缓解超过3年以后复发更为少见，因此，对于这类低危的患者，不推荐早期进行造血干细胞移植[5]。

相反对于有MLL基因重排的白血病，往往常规化疗不敏感、缓解后易复发、平均生存期较短，这类高危的患者建议结合自身情况早期考虑造血干细胞移植[6]。

融合基因预后评估表

（图片来源：DOI: 10.1016/j.omtn.2017.01.005）

3

靶向治疗

通常，融合基因异常仅存在于肿瘤细胞中，而正常的细胞并不携带，融合基因的存在可以成为非常理想的药物作用靶点，2001年美国食品药物管理局（FDA）批准了第一个用于治疗慢粒并以融合基因（BCR-ABL1）为靶点的药物伊马替尼，也就是我们熟悉的格列卫，这大大改善了慢粒患者的生存情况，使原来5年生存率只有30%提高到89%取得了极好的效果，格列卫的研发到获批掀开了靶向治疗癌症的新篇章。

其他融合基因靶向药物如在急性早幼粒患者中靶向作用于PML-RARA融合基因的全反式维甲酸（ATRA）和三氧化二砷（arsenic trioxide）、针对ALK相关融合基因的克唑替尼（Crizotinib）等均取得了巨大的成功，除此之外还有很多新的药物针对不同的基因靶点如MLL基因重排等正在进行Ⅰ期或Ⅱ期临床试验，将来会使更多的患者受益[2][7]。

（图片来源：10.1038/nrc3947）

4

MRD监测

微小残留病（MRD）是指白血病经过治疗缓解后，体内仍存在少量白血病细胞，是白血病复发的首要原因。因此，对于这部分肿瘤细胞的监测至关重要。融合基因在肿瘤的发生发展过程中作为白血病的分子生物学特异性标记，在肿瘤细胞中稳定存在，且与肿瘤负荷相关，是非常好的MRD监测指标。

临床上通过实时荧光定量PCR、数字PCR等技术手段监测融合基因表达以反映MRD水平，其灵敏度可达10^-5~10^-6，比细胞遗传学的染色体核型分析等更早更快的发现肿瘤细胞的变化。

小 结

综上所述，在白血病患者的初诊、确诊、治疗及预后的各个阶段都离不开融合基因的检测！如果大家对融合基因及其检测还有其他问题，欢迎评论区留言~~

【常见检查检验系列科普】

参考文献

[1] Taniue K, Akimitsu N. Fusion Genes and RNAs in Cancer Development. Non-Coding RNA. 2021;7（1）:10. doi:10.3390/ncrna7010010

[2] Mertens F, Johansson B, Fioretos T, Mitelman F. The emerging complexity of gene fusions in cancer. Nature Reviews Cancer. 2015;15（6）:371-381. doi:10.1038/nrc3947

[3] 血液病分子生物学诊断技术中国专家共识（2013年版）-中华血液学杂志（yiigle.com）

[4] 郑岚，郑浩，姚晓玲——白血病相关融合基因的研究进展DOI:10.14126/j.cnki.1008-7044.2018.05.049

[5] 李斌，喻镁佳，梁洋，李晓进——实时定量荧光反转录一聚合酶链反应检测急性白血病

[6] 刘青，张娜，邵静波，李红——MLL基因重排阳性的儿童急性白血病患者的临床特点及预后分析

[7] Pikman Y, Stegmaier K. Targeted therapy for fusion-driven high-risk acute leukemia. Blood. 2018;132（12）:1241-1247. doi:10.1182/blood-2018-04-784157

编辑 | 寒林

审核丨高博诊断中心分子实验室 刘丰

排版 | Cécilia