当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华内科杂志》 > 2000年第5期
编号:10274233
WT1基因在白血病患者中的表达
http://www.100md.com 《中华内科杂志》 2000年第5期
     作者:上海市白血病协作组

    单位:上海市白血病协作组

    关键词:白血病;WT1基因;预后

    中华内科杂志000502 【摘要】 目的 研究急性白血病(AL) 患者中WT1基因的表达情况及其与预后的关系。方法 用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)的方法,研究WT1基因在102例AL中的表达。结果 RT-PCR检测WT1基因的敏感性为10-4。 WT1基因在AL所有亚型中都有表达,初治和复发的AL中阳性率为66.7%,而在5年长期生存者中阳性率只有7.7%(4/52)。随着完全缓解(CR)时间的延长,WT1基因阳性率有所下降,但复发前又高度表达。WT1基因表达与否和AL的预后有关,WT1基因阳性组和阴性组的CR率分别为45.8%和83.3%。WT1基因表达量与AL预后有很大关系,在AL 中CR组和未完全缓解(NR)组其相对表达量分别为0.317和0.809。结论 WT1基因在初治和复发的AL中阳性率明显高于长期生存病人。随着CR时间的延长,WT1基因阳性率有所下降,但复发前又高度表达。WT1基因是一个有用的预后指标与检测微小残留病的标记。
, 百拇医药
    The expression of WT1 gene in acute leukemia patients

    WANG Xiaoqin LIN Guowei

    (Shanghai Leukemia Cooperative Group, Shanghai Huashan Hospital, 200040, China)

    【Abstract】 Objectives To determine the expression and significance of WT1 gene in patients with acute leukemia(AL). Method RT-PCR was applied to monitor WT1 gene expression in 102 patients with AL. Results The sensitivity of RT-PCR was 10-4. WT1 gene could be expressed in all subtype of AL. It was detected in 66.7% of newly diagnosed and relapse patients, but only in 7.7% of the 5 year long-term survivors. WT1 gene expression gradually returned to normal level after CR. However, the level increased again before relapse. The expression of WT1 gene was associated with the prognosis of AL. The CR rate was 45.8% for patients with positive expression versus 83.3% for those with negative expression. The level of WT1 gene expression was related to the prognosis of AL. The relative levels of WT1 gene expression was 0.317 in CR patients, whereas it was 0.809 in NR patients. Conclusions The expression level of WT1 gene was obviously higher in newly diagnosed or relapse patients with AL than that in long-term survivors. The level of expression declined progressively in CR period, but it increased before relapse. Therefore, WT1 gene is a new prognostic factor and a new marker for the detection of minimal residual disease in AL.
, 百拇医药
    【Key words】 Leukemia; WT1 gene; Prognosis

    随着化疗、骨髓移植等治疗学的发展,急性白血病(AL)的完全缓解(CR)率已有明显提高,生存时间也明显延长,但大部分病人常因复发而在2~3年内死亡,所以如何预测复发,减少复发,提高长期生存率成了重要问题。许多研究者认为CR期间体内微小残留病(MRD)是复发的主要根源。我们选择WT1基因作为检测MRD的指标,旨在了解WT1基因在AL中及在5年长期生存者中的表达情况,了解其与预后的关系,并评价WT1基因作为预测预后指标的合理性。

    资料和方法

    1.研究对象 :102例病例来自上海市白血病协作组各医院,男66例(64.7%),女36例(35.3%),年龄15~85岁,平均年龄(44.8±15.7)岁。 初治和复发的AL 36例,5年以上长期生存的AL 52例,CR后未达5年AL 8例,慢性粒细胞白血病(CML) 2例,CML 急变2例,骨髓异常增生综合征(MDS) 2例。以5例正常人外周血和3例非血液病患者的骨髓作为对照。白血病细胞系:K562细胞系由中科院上海细胞所细胞库提供。
, http://www.100md.com
    2.提取单个核细胞:取肝素抗凝骨髓3 ml或外周血5 ml,加5 ml生理盐水稀释,轻铺在5 ml淋巴细胞分离液上(上海华美生物工程公司),2 000 r/min,离心15 min,把界面白膜层移入另一离心管,用等渗磷酸盐缓冲液(PBS)洗2遍(洗去血小板),1 500 r/min,离心10 min,弃上清液,沉淀物即单个核细胞,-80℃保存,用于提取RNA。

    3.细胞总RNA提取:采用TRIZOL试剂(美国GibcoBRL公司)提取总RNA。提取出的RNA用紫外线分光光度仪测定RNA量和估计纯度,在-80℃保存。

    4.PCR反应引物:(1) WT1基因引物:引物参考Inoue等[1]的文献,由中科院上海细胞所合成。上游引物:5′-GGCATCTGAGACCAGTGAGAA-3′,下游引物:5′-GAGAGTCAGACTTGAAAGCAGT-3′,扩增产物:481 bp。 (2) 内参照β2-微球蛋白(β2-MG)引物:上游引物:5′-GGAAAAGATGAGTATGCCTG-3′,下游引物:5′-TTCACTCAATCCAAATGCGG-3′,扩增产物:135 bp。
, 百拇医药
    5.逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR):应用RT-PCR 反应体系(美国Promega公司)。 (1)反应体系:取RNA 1 μg ,加入5×RT缓冲液5 μl,4种dNTP(10 mmol/L)混合液0.5 μl,WT1上游引物和下游引物各0.5 μl,β2-MG 上游引物和下游引物各0.5 μl,MgSO4 (25 mmol/L) 1 μl,AMV 0.5 μl,Tfl DNA多聚酶0.5 μl,加双蒸水至总体积25 μl。(2) RT-PCR反应条件:48℃ 1h反转录, 94℃ 2 min灭活逆转录酶,94℃变性1 min,65℃退火1 min,72℃延伸1 min,共30个循环,72℃ 10 min终末延伸。实验中设立内对照(β2-MG),外对照(无模板)。

    6.PCR产物分析:取PCR产物5 μl上样于2%琼脂糖凝胶,0.5×TBE缓冲液,(3~5) V/cm电泳,溴化乙锭0.5 mg/L染色,以已知碱基数目的DNA分子量参照物:pGEM-7Zf(+)/Hae Ⅲ ,上海华美生物工程公司,判断目的产物,置紫外灯下,分析结果并摄片。阳性者,电泳结束后凝胶置电泳扫描仪,进行β2-MG及PCR扩增带扫描以计算WT1/β2-MG比值,进行半定量分析。定义WT1/β2-MG比值≤0.3为弱阳性,>0.9为强阳性。
, 百拇医药
    7.PCR产物测序:由中科院上海植物生理研究所完成。

    8.统计学分析:应用Stata软件,卡方检验用于计数资料, t检验用于计量资料。

    结果

    1. RT-PCR检测WT1基因的敏感性和特异性:将K562细胞与正常外周血单个核细胞按1:10,1:102,……1:106倍比稀释,然后用RT-PCR测定WT1产物,结果显示测定WT1的敏感性是10-4(图1)。

    M为分子量标记,1~6分别为100、101、102、103、104、105稀释倍数
, http://www.100md.com
    图1 RT-PCR检测WT1 mRNA的敏感性

    PCR产物经DNA自动测序仪检测,所得DNA序列与已知目的序列相同[2]。WT1基因在K562细胞、白血病患者中的表达,见图2。

    M为分子量标记,1为K562细胞系(+)对照,2为正常人(-)对照,3为WT1表达(-)的患者,4、5为WT1表达(+)的患者

    图2 WT1 mRNA在白血病患者中的表达

    2.长期生存5年AL患者中WT1表达情况:52例5年以上AL生存者,只有4例WT1基因阳性, 2例强阳性(WT1/β2-MG比值分别为1.018, 0.947)患者于检测后2~4个月复发,其中1例L2患者复发后治疗无效死亡,另一例M5患者复发后化疗再次CR;另2例弱阳性(WT1/β2-MG比值分别为0.136, 0.217)患者分别为M2和M3类型,随访6个月无复发,仍处于CR状态。
, 百拇医药
    3.初治和复发AL中WT1基因表达与CR率的关系:36例初治和复发的AL病人中,总CR率58.33%(21/36),WT1基因阳性率66.67%(24/36),WT1基因阳性和阴性组的CR率分别为45.83%和83.33%,经统计学检验,差异有显著性(P<0.05)。

    如果我们假设检测WT1基因作为一个新的诊断试验来判断是否WT1基因(+)者不易达到CR,金标准为临床实际观察结果。则其敏感性为86.7%(13/15),特异度为47.6%(10/21),阳性预测值为54.2%(13/24),阴性预测值为83.3%(10/12)。

    在CR组的21例中,WT1/β2-MG比值较低,平均为0.317±0.118;在NR组的15例中,WT1/β2-MG 比值较高,平均为0.809±0.123, t=12.12,P<0.001。

    4. WT1基因在非长期生存AL中的表达及其他病例中的表达:CR后未达到5年长期生存的AL 8例,平均持续CR时间13(0.5~39)个月,其中5例阳性,且与CR时间有一定关系。随着CR时间的延长,WT1基因阳性率下降。CR时间超过1年的5例,只有2例阳性;而CR时间小于1年的3例全部阳性。
, 百拇医药
    2例CML慢性期病人WT1基因都阴性。 2例CML急变病人WT1基因1例阳性,1例阴性。2例MDS全部阴性。5例正常人和3例非血液病患者WT1基因全部阴性。

    讨论

    WT1基因在生殖泌尿系统的发育和Wilms瘤的发生中起关键作用,近年来发现与白血病的发生和预后也有很大关系。 WT1基因定位于染色体 11p13[3],编码的蛋白质为核蛋白,WT1的主要生理功能是作为DNA结合蛋白参与生长调节基因的转录调控过程,主要为负调控。

    在白血病中WT1 基因过度表达,其机制尚不清楚,可能与红系、巨核系相关转录因子(GATA-1)在白血病中表达有关。 GATA-1正调控人WT1基因增强子区( enhancer region) , 白血病时GATA-1过度表达,所以WT1基因也过度表达[4]
, http://www.100md.com
    WT1基因可见于所有类型的白血病,40%~100%的急性髓细胞性白血病(AML)中WT1基因过度表达,在M1、M2中比例最高,都达65%以上[5],M5中WT1表达比例略低,只有40%[6]。人类髓细胞白血病细胞系K562、HL60、KG1中也有过度表达[7],79%的急性淋巴细胞白血病(ALL)中有WT1基因的过度表达[5]。动态观察WT1基因的表达有一定规律性:(1)治疗前高表达,CR后可能转阴;(2)CR后WT1阴性者,复发后可能阳性;(3)长期生存病例WT1基因大多为阴性;(4)CML急变时WT1基因可高表达。基于以上发现,WT1基因可用于MRD的动态监测。

    本研究发现WT1基因在初治和复发的AL中阳性率为66.7%,而在5年长期生存患者中的阳性率只有7.7%(4/52),2例CML急变病人中1例阳性,在CML慢性期、MDS和正常人 、非血液病患者都为阴性。在CML中,WT1基因的表达与其临床分期有很大关系,慢性期检测不到,而在进展期和急变期WT1基因的量有很大增加,所以可以通过WT1基因量的变化了解CML的病情变化。而在非霍奇金淋巴瘤(NHL)中检测不到WT1基因,或只有极低水平的表达[1]
, 百拇医药
    定期检测WT1基因的表达水平,可以提早1~18个月发现复发。持续完全缓解的病人WT1基因水平处于很低水平或检测不到,而WT1持续高水平表达或正常后又急剧上升 ,一般大于10-2,预示有复发可能。持续低水平的表达并不一定是复发,有1例骨髓移植后持续缓解的病人,外周血中一直有低量表达,为10-5左右。我们也在2例长期生存患者中检测到WT1基因弱阳性,但预后良好。经常监测WT1基因的量,可以早发现复发,给予及时治疗。

    WT1基因表达及表达量与急性白血病的预后有密切关系,我们发现治疗前WT1基因阳性和阴性患者的CR率有明显差异,分别为45.83%和83.33%。Bergmann等[6]也证实了这一观点,并用COX模型进行分析,结果提示WT1基因是一个独立的预后因素。 King-Underwood等[8]发现在4例WT1基因突变的AL中,1例于化疗前死于脑出血,3例经化疗后均未达CR,全部于确诊后9个月内死亡。
, http://www.100md.com
    本研究中CR组和NR组的WT1基因表达量有显著差异(0.317 及 0.809)。Inoue等[1]用RT-PCR方法检测45例AML,22例ALL,6例混合性白血病,23例CML,24例NHL中的WT1基因表达的相对水平(K562细胞中WT1基因水平定为1.0),发现所有AML和ALL病人都有WT1基因的表达,WT1<0.6的病人,完全缓解率高,AML和ALL分别为90.9%和94.4%;WT1≥0.6,完全缓解率低,AML和ALL分别为47.1%和66.7%,生存期短;WT1>1.0的7例病人全部未达到完全缓解。所以对WT1基因高表达的AL病人要重视,可能不易CR,选择更为强烈的化疗方案。

    协作组成员:上海市白血病协作组参加的医院按提供病例数多少排列:上海瑞金医院、上海新华医院、上海中山医院、 上海长海医院、上海华山医院、上海长征医院、上海儿童医院、上海仁济医院、上海儿科医院、上海市第一人民医院、上海市铁路局中心医院、上海市杨浦区中心医院、上海市第六人民医院、上海市卢湾区中心医院、上海金山石化医院、上海华东医院、上海川沙人民医院、上海市静安区中心医院、上海市第九人民医院、上海解放军第455医院、上海市纺织局第三医院、上海市黄浦区中心医院、上海建工医院、上海市青浦县中心医院、上海东方医院、上海曙光医院、上海市纺织局第一医院、 上海岳阳医院、上海利群医院
, 百拇医药
    参考文献

    1,Inoue K, Sugiyama H, Ogawa H, et al. WT1 as a new prognostic factor and a new marker for the detection of minimal residual disease in acute leukemia. Blood, 1994, 84: 3071-3079.

    2,Gessler M, Poustka A, Cavenee W, et al. Homozygous deletion in Wilms tumours of a zinc-finger gene identified by chromosome jumping. Nature, 1990, 343: 774-778.

    3,Call KM, Glaser T, Ito CY, et al. Isolation and characterization of a zinc finger polypeptide gene at the human chromosome 11 Wilms′ tumor locus. Cell, 1990, 60: 509-520.
, http://www.100md.com
    4,Wu YJ, Fraizer GC, Saunders GF. GATA-1 transactivates the WT1 hematopoietic specific enhancer. J Biol Chem, 1995, 270: 5944-5949.

    5,Menssen HD, Renkl HJ, Rodeck U, et al. Presence of Wilms′ tumor gene (WT1) transcripts and the WT1 nuclear protein in the majority of human acute leukemias. Leukemia, 1995, 9: 1060-1067.

    6,Bergmann L, Miething C, Maurer U, et al. High levels of Wilms′ tumor gene (WT1) mRNA in acute myeloid leukemias are associated with a worse long-term outcome. Blood, 1997, 90: 1217-1225.
, 百拇医药
    7,Sekiya M, Adachi M, Hinoda Y, et al. Downregulation of Wilms′ tumor gene(WT1) during myelomonocytic differentiation in HL60 cells. Blood, 1994, 83: 1876-1882.

    8,King-Underwood L, Renshsw J, Pritchard-Jones K. Mutations in the Wilms′ tumor gene WT1 in leukemias. Blood, 1996,87: 2171-2179.

    (收稿日期:1999-07-04), http://www.100md.com