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研究背景:白血病是一类造血干细胞的恶性克隆性疾病,中青年以下人群白血病发病率较高,儿童常为受累者。人类白血病的发病机制尚不完全清楚。随着分子生物学、遗传学、免疫学的不断发展,人们对其发病机制有了深入了解。通过融合基因与白血病的关联性研究发现,80%~90%白血病有克隆型染色体异常,染色体分析不仅有重要诊断和预后意义,而且能够显示与白血病转化和增殖有关分子损伤位点。研究发现,染色体异常以及融合基因与ALL/AML/CML的发生密切相关。PRDM9(PR domain containing 9)基因位于人类第5号染色体,具有遗传多态性和快速进化的特点,这对于不同人群中重组热点的选择以及减数分裂正确进行具有重要意义。由PRDM9编码的PRDM9蛋白分子,全称组蛋白赖氨酸甲基转移酶,在定位以及启动哺乳动物减数分裂重组热点中起关键作用,也是目前已知的唯一一种涉及杂种不育的脊椎动物蛋白。研究发现,欧裔人群中PRDM9稀有等位基因与儿童急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)密切相关。这一现象提示,PRDM9多态性所致的染色体重组异常和/或基因组变异可能与某些白血病的发生机制密切相关。目的:鉴于染色体异常以及融合基因与ALL/AML/CML的发生密切相关,PRDM9在定位以及启动哺乳动物减数分裂重组热点中起关键作用,而且PRDM9基因组具有快速进化的特点;本研究的目的是探讨中国汉族人群中PRDM9多态性与急性淋巴细胞白血病(ALL)、急性髓细胞白血病(acute myelocytic leukemia,AML)以及慢性粒细胞白血病(chronic myelocytic leukemia,CML)遗传易感性的关系,为这些疾病的病因筛查、特异性诊断以及精准医疗提供实验数据及理论支持。方法:收集中国汉族健康人群187例,儿童ALL60例,成人ALL141例,ALL家系共224例;AML患者27例,AML家系61例;Ph+BCR/ABL+患者116例。应用PCR直接测序技术以及DNA单克隆测序技术,通过NCBI-blastn联网比对全基因组已知序列,分析ALL人群、AML人群、CML人群和中国汉族健康人群的PRDM9多态性。通过Excel表格和皮尔森?2检验(SPSS13.0软件)进行病例对照研究。当理论数<5时,使用Fisher确切概率法检验。统计结果的显著性检验水准α=0.05,如无特殊说明,均为双侧检验。相对危险度用优势比(Odd ratio,OR)以及95%可信区间(95%Confidence Interval,95%CI)评价。结果:1.在PRDM9与ALL的关联性研究中,结合PCR测序和单克隆测序结果,共确定11种新等位基因型,依次命名为X1-X11。已上传NCBI-Genbank,并获得Accession Number。分析其序列特征,发现X1、X3、X6与重组发生的标志性序列13mer CCNCCNTNNCCNC的结合都不足8/8,分别为4/8、6/8、6/8;而X2、X4、X5、X7与重组发生的标志性序列13mer CCNCCNTNNCCNC的结合与PRDM9-A一样,均为8/8,结合能力均未受影响。另外,分析新等位基因序列突变点的位置发现,X2中出现有义突变,但未影响其与13mer序列的特异性结合。2.研究结果显示,PRDM9等位基因以及基因型多态性与ALL发生之间无关联性(P>0.05),PRDM9-C与B-ALL发生之间亦无关联性(P>0.05)。本研究结果证实在ALL家系中PRDM9-A(P=2?10-3)及AA(P=1?10-3)的分布存在显著性差异;PRDM9等位基因C(P=1?10-6)以及基因型AC(P=1?10-6)的分布也都存在显著性增高的现象。结果还显示,中国汉族PRDM9多态性分布在中国汉族、欧洲、非洲及印度中存在显著性差异(P<0.05)。3.PRDM9与AML的关联性研究显示,中国汉族人群PRDM9多态性与AML无明确关联。统计分析表明,PRDM9等位基因A及C在AML家系人群中的分布有显著性差异(分别为P=7?10-3和1?10-3);PRDM9基因型AA及AC在AML家系中的分布有显著性差异(分别为P=6?10-3及4?10-3)。AML亚型中,PRDM9-C仅出现在M1和M2中,分布无显著性差异,但是P值接近0.05。4.在PRDM9与CML的关联性研究中,共发现了6种新等位基因型。除了ALL和AML研究中已发现的3种,另有3种是新发现的,依序命名为X12-X14。其中,X12与13mer CCNCCNTNNCCNC 7/8结合,相比PRDM9-A与13mer motif 8/8的结合能力,X12结合DNA的能力有所减弱;X13和X14与重组发生的标志性序列13mer CCNCCNTNNCCN结合的第8-9-10-11-12锌指结构并未发生变化,所以突变并未影响到PRDM9与DNA结合的能力。另外,X14的两个突变位点,一个为有义突变,一个是发生在非多肽区域,两处突变都未影响X14与13mer motif结合的能力。5.PRDM9等位基因A及B在CML病例对照人群中的分布存在显著性差异(分别为P=1×10-4及4×10-3);PRDM9基因型AA及AB在CML病例对照人群中的分布也存在显著性差异(分别为P=6×10-6及1×10-3)。结论:1..本研究验证了PRDM9基因组进化迅速及人群特异性的特点,提示在不同人群中进行PRDM9多态性与白血病相关性研究的必要性。2.本研究发现PRDM9多态性与中国汉族人群CML之间存在关联性。3.虽然未发现PRDM9多态性与中国汉族人群ALL和AML的关联性;但是,PRDM9多态性在中国汉族ALL、AML家系人群均存在显著性差异,这提示PRDM9多态性通过影响亲代减数分裂染色体重组来影响子代染色体的稳定性,从而诱导子代白血病的发病。同时还提示,扩大样本量,明确白血病分型,以及进行患者年龄分组研究仍是十分必要的。