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血液系统疾病端粒长度研究进展

血液系统疾病端粒长度研究进展马晓彩孙婉玲+端粒是染色体末端的重要组成部分.是由500~2000个rITI’AGGG组成的串联重复序歹lJ[11。细胞进行有丝分裂时.端粒不能被完全复制。随着细胞分裂次数增多逐渐缩短。正常人外周血单个核细胞的端粒随年龄缩短的速度大约是50bp/年12].经过60~80次的复制分裂.端粒缩短到一定程度.细胞就不能继续增殖.继而发生衰老、凋亡131。一旦细胞逃脱了凋亡途径而继续增殖、分裂,致端粒过度缩短失去保护染色体的功能.染色体容易发生末端溶解、异位、片段丢失.还可能启动肿瘤基因.导致肿瘤发生。端粒长度的维持主要依靠激活的端粒酶。大多数体细胞中.端粒酶基因高度甲基化.端粒酶活性几乎检测不到:在一些持续复制的细胞中。例如造血干细胞、活化的淋巴细胞、胚胎细胞等。端粒酶可有表达.但活性很低[41。研究显示.多种血液系统疾病患者的端粒长度异常.并可随病情变化而变化.提示其在血液系统疾病的发生、发展中可能具有重要意义。一、再生障碍性贫血再生障碍性贫血(aplasticanemia。AA)是由免疫介导的造血干细胞损伤造成的骨髓衰竭综合征[51。研究显示.大约l/3的AA患者端粒长度缩短16-81。对获得性AA患者的外周血白细胞的端粒研究显示.细胞持续减少的患者端粒的缩短程度与疾病生存期存在显著相关性:除了年龄相关的端粒缩短外,AA患者端粒还另有216bp/年的缩短.经治疗后血细胞水平恢复正常的患者.端粒的缩短也趋于稳定161。Brummendorf等同也证实初治AA患者外周血粒细胞端粒长度较年龄匹配的对照组显著缩短.经过免疫抑制剂治疗后造血恢复患者的粒细胞端粒长度及端粒随年龄缩短速率均与正常对照组无差异,而治疗无效者粒细胞端粒长度则无恢复。该结果提示免疫抑制剂治疗有效的获得性AA患者的残留造血干细胞仍然能正常增殖.维持端粒长度的稳定性;治疗无效患者的造血干细胞可能存在固有缺陷.在过度增殖应激的情况下.这种缺陷就显现出来川。而存在端北京医学2013年第35卷第10期.综述.粒酶缺陷的AA患者可能就属于后者Im。研究还显示.端粒的缩短程度与中性粒细胞的减少和平均红细胞体积具有正相关性[81。Scheinberg等【9】则观察了单中心183例接受免疫抑制剂治疗的重型AA患者外周血粒细胞的端粒长度.发现端粒长度虽然不能预测疗效.但是端粒长度较短的患者具有较高的复发率和克隆性进展发生率.总生存期较短。在对AA的发病机制的研究中。有研究者认为.为了补偿衰竭的骨髓,造血干细胞增殖加强.从而导致端粒长度缩短.此时端粒酶活性反馈性上调以补偿端粒的缺失【10】。也有研究者认为修复和保护端粒的基因突变是AA患者在基因方面的危险因素.家庭成员中存在TERC突变.CD34+细胞数就会减少.造血干细胞的克隆形成也会降低.从而不足以抵抗免疫介导的损伤。虽然有1,3的AA患者端粒缩短.但是只有不足10%的病例存在基因突变(111。这也说明AA患者端粒长度缩短是多因素作用的结果。临床研究证实端粒酶活性存在缺陷的患者可能没有明显的临床特征。但是其造血干细胞的增殖能力降低.对骨髓有害的外界环境易感.同时对免疫抑制剂的疗效反应也降低1121。采用Flow—FISH方法检测8例骨髓衰竭综合征患者外周血不同细胞亚群的端粒长度.结果显示5例外周血单个核细胞RTL值较正常人缩短I瑚。因此.端粒酶特定基因突变存在与否可能会影响治疗方案的选择.有核细胞端粒长度的测定和端粒酶突变基因的检测可能会给AA患者的治疗选择提供有价值的参考。二、骨髓增生异常综合征骨髓增生异常综合征fmyelodysplasticsyn-

dromes,MDS)是一组造血干细胞水平克隆性紊乱性疾病,以病态造血和无效血细胞生成为特点.具有向

基金项目:国家自然科学基金(81000200);北京市卫生系统高层次卫生技术人才培养项目(2011-3-092)北京,首都医科大学宣武医院血液科(邮编100053)}通讯作者

万方数据北京医学2013年第35卷第lO期急性髓细胞白血病转化的风险114】.30%患者最终进展为急性髓细胞白血病。与正常人相比。MDS患者的骨髓造血干细胞凋亡加快。对分裂中期细胞的端粒长度分析表明MDS患者端粒较正常人缩短.而且端粒长度分布的范围也比正常人窄【l习。端粒长度较短的MDS患者的临床特征包括:血红蛋白浓度低、原始细胞比例高、细胞遗传异常的发生率高、白血病的转化率高和临床预后差等。端粒长度的改变与是否存在可检测的染色体异常紧密相关.而与染色体改变的形式无关。在一些亚型MDS患者中,端粒稳定性的损害就相当于一个早期基因损害.因此诊断初期时的端粒长度可以作为划分MDS患者危险分级的新参数【1同。已经有研究者提出影响细胞发育和染色体稳定的是最短的端粒长度而不是平均端粒长度.即最短的端粒引发细胞核型的畸变旧。近年,利用端粒,着丝粒一荧光原位杂交(telomere/centromere-nuoreseenceinsituhybridization.T/C—FISH)技术实现了测量单个染色体臂的端粒长度.发现在同一MDS患者中核型正常细胞和具有染色体异常细胞的分裂中期.端粒长度没有明显差异.但是MDS患者正常分裂中期细胞的端粒长度比健康对照组的端粒长度明显缩短.而且只有7号染色体缺失患者的端粒比正常核型和其他异常核型患者的端粒长【堋。这提示端粒缩短可能影响了MDS患者所有造血干细胞。研究显示.MDS患者外周血粒细胞和骨髓中的CD34+细胞的端粒长度比健康对照组明显缩短.并且不表现随年龄缩短的特性。IPSS评分系统中.CD34+细胞在中危l型患者中的凋亡率比中危2型和健康对照组患者更高。研究显示.外周血粒细胞的端粒长度和骨髓CD34+细胞的端粒长度有很好的相关性.前者可能对后者有提示作用【嘲。MDS患者中端粒酶的水平与贫血程度、血小板计数、性别、原始细胞百分数和预后无关联㈣。MDS似乎是骨髓衰竭综合征发展为白血病的一个中间过程.端粒的持续不足可能使细胞的复制变得异常。也可能发展成恶性复制。端粒与端粒酶在MDS患者中的这种不一致性.可能提示是端粒在MDS的病理生理过程中起着重要的作用。而非端粒酶。三、急性髓性白血病急性髓细胞白血病(acutemyeloge.nousleukemia,AML)是以恶性的遗传学异质性紊乱为特征.同时伴有不可控性的未成熟骨髓细胞的增殖。研究显示.非急性早幼粒细胞白血病患者外周血粒细胞端粒长度较健康对照组明显缩短.且染色体核型异常患者的端粒较核型正常患者明显缩短。复杂核型患者的端粒最短【2l】。另有研究显示,具有复杂核型及端粒长度较短的AML患者端粒酶活性明显增高,这可能与TRFl(端粒长度的负性调节因子)的高表达有关阎。对25例初治AML患者骨髓单个核细胞端粒酶活性及端粒长度的同步分析表明.AML患者端粒酶活性明显高于正常人。AML患者的平均端粒长度显著短于相应正常对照圜。在一项以急性早幼粒细胞白血病(acute

promyelocyticleukemia。APL)患者为对象的研究中。40例APL患者外周血单个核细胞的端粒长度与PML—RARa基因的表达水平具有正相关性:端粒酶活性在所有患者中均能检测到.而且在复发患者中比在新诊断的患者中要高。端粒较短和端粒酶活性较高的患者总生存期较差。同一病例的前后对照也显示初诊时端粒的长度较患者达完全缓解时短.且完全缓解患者的端粒长度与同龄健康人之间无明显差别。这可能是由于细胞快速和过度增殖致使某一系列成倍增加.而这些变化又发生在端粒酶被激活之前,这样端粒酶激活后就将端粒稳定在一定长度,并使细胞获得无限增殖的能力.在达到分子水平完全缓解时,端粒的长度将会随年龄变化。经过亚砷酸治疗后.端粒的增长可能使原来缩短端粒正常化.这些端粒的增长恰恰弥补了正常造血干细胞先前存在的端粒缺陷。在诱导或巩固治疗过程中,端粒长度的增长与外周血白血病细胞的减少及正常造血干细胞的出现关系紧密121。端粒是否可以作为评估APL患者预后的指标。仍然需要更多、更全面的研究。端粒和端粒酶在不同血液系统恶性疾病中表现出异质性.即使在相同疾病不同亚型中其改变也是不同的,各细胞系端粒长度随疾病进展也大不相同。近来很多研究者致力于寻找端粒在血液系统疾病方面早期诊断、疾病进展、预测治疗效果和临床结局等方面的作用.同时也在努力探索这些恶性疾病的发病机制。为开发新的治疗药物和治疗策略寻找突破口。如果端粒长度或者端粒酶活性的改变是引发细胞病变的重要机制.那么阻止这些因素的发展可能会改变这些恶性疾病的治疗现状。现有研究对端粒结构已经有了一个清楚的认识.但是保护端粒的各个蛋白的作用.编码蛋白和端粒酶基因的调节和表

万方数据・858・达,端粒延长及其调节机制,是否存在不依赖端粒酶的其他端粒替代延长机制,这些问题都亟待解决。【13】

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