伴髓系恶性转化的Shwachman-Diamond综合征患儿的临床特征及基因突变分析

精选论文 2020-06-10 08:36170未知xhm
  摘要:目的 探讨伴髓系恶性转化的Shwachman-Diamond综合征(SDS)患儿的临床特征及基因突变情况。方法 采用二代测序方法检测11例伴髓系恶性转化的SDS患儿的基因突变情况,分析患儿的临床特征和基因突变谱。结果 11例SDS患儿中,9例(82%)表现为儿童难治性血细胞减少(RCC),1例(9%)为骨髓增生异常综合征(MDS)伴原始细胞增多(MDS-EB),1例(9%)为急性髓系白血病伴MDS相关改变(AML-MRC)。发生髓系恶性转化的中位年龄为48个月(范围:7个月~ 14岁)。5例(45%)患儿表现为单纯的血液系统异常。所有患儿均检测到SBDS基因突变,常见的突变形式为c.258+2T>C纯合突变(5例,45%)和c.184A>T+c.258+2T>C复合杂合突变(3例,27%)。SBDS基因新变异c.634_635insAACATACCTGT+c.637_638delGA和c.8T>C分别评级为“致病的”和“可能致病的”。转化为RCC和MDS-EB/AML-MRC的患儿3年预期总体生存率分别为100%、0%(P=0.001)。结论 SDS患儿可能以血液系统症状为唯一表现,临床应引起重视。恶性转化的类型与预后相关。[中国当代儿科杂志,2020,22(5):460-465]
  关键词:Shwachman-Diamond综合征; 骨髓增生异常综合征; 急性髓系白血病; 儿童;

  Shwachman-Diamond综合征(Shwachman-Diamond syndrome, SDS)是一种先天性骨髓衰竭性疾病(inherited bone marrow failure syndromes, IBMFS),以中性粒细胞减少、胰腺外分泌功能不全、多系统或器官畸形为特征的的常染色体隐性遗传病。SDS具有髓系恶性转化的倾向性,转化类型包括骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome, MDS)和急性髓系白血病 (acute myeloid leukemia, AML)等。超过90%的SDS患者具有SBDS基因突变。SBDS基因位于7号染色体q11区,编码参与核糖体成熟的蛋白。此外,SRP54、DNAJC21和EFL1基因突变的患者也可能出现SDS的临床特征。SDS临床表型、严重程度和疾病过程在家系间和家系内差异都很大。约40%的SDS患者出现严重的血液系统并发症[1]。血液系统并发症是导致患者死亡和必须造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)的主要原因[2]。SDS是一种罕见病,目前国际文献累计报道约300余例,查阅国内2010年8月至2020年1月期刊论文,共报道25例,而对于伴MDS或AML的SDS患儿国内仅报道1例[3]。本研究系统报道了11例伴MDS/AML的SDS患儿的临床特征及基因突变情况。

  1 资料与方法

  1.1 研究对象
  回顾性分析我院2014年1月至2019年1月确诊的11例临床或分子学诊断的伴MDS/AML的SDS患儿。SDS临床诊断标准为:同时具有血细胞减少(在至少3个月内至少有2次中性粒细胞绝对计数低于1.5×109/L或其他血细胞减少)和胰腺外分泌功能不全,或有其他支持性证据,包括骨骼畸形、行为问题、一级亲属有确诊SDS者,并排除胰腺囊性纤维化、Fanconi贫血、先天性角化不良、Diamond-Blackfan贫血等其他疾病。分子学诊断标准为:检测到SBDS基因双等位基因致病性或可疑致病性突变[2]。MDS诊断符合2016年WHO分型诊断标准中儿童MDS诊断标准[4]。AML诊断标准为骨髓/外周血中髓系原始细胞≥20%[4]。所有患儿家属均已签署知情同意,并获我院伦理委员会批准(NI2020009-EC-1)。
  1.2 临床资料的收集
  收集SDS患儿的临床资料,包括年龄、性别、重要症状体征(包括发育情况、躯体畸形)、家族史以及血常规、骨髓细胞形态学、骨髓病理、染色体核型、肝肾功能和胰腺影像学结果和治疗等。
  1.3 目的基因捕获二代测序检测突变基因
  所有病例均采集骨髓或外周血5 mL,EDTA抗凝,4℃保存,72 h内进行DNA提取。家系验证DNA提取自父母和/或同胞外周血DNA。设计包含目的基因区域的捕获Panel,目的区域包括SBDS、SRP54、DNAJC21、EFL1及其他IBMFS、家族性MDS/AML和MDS相关基因等564个基因的全部外显子及外显子内含子交界区。应用Illumina NextSeq 500测序平台进行NGS。靶向区域平均基因覆盖度98.1%,平均测序深度为1?000×,95%的靶向区域覆盖度>20×。对筛出的变异位点进行Sanger测序验证。变异的致病性判断依据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG)发布的序列变异解读标准和指南[5]。
  1.4 随访
  所有患儿随访至2019年10月,中位随访时间为39个月(范围:4~130个月)。随访资料来源于住院病历、门诊病历。对随访期间死亡的病例,依病例记录或与患儿家属电话联系确认。
  1.5 统计学分析
  采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。计量资料以中位数(范围)表示。计数资料以例或百分比(%)表示,组间比较采用Fisher精确概率法。生存分析采用 Kaplan-Meier法,采用log-rank检验进行生存率比较。P<0.05为差异有统计学意义。总生存(overall survival, OS)期按确诊髓系恶性转化至死亡的时间或末次随访时间计算。

  2 结果

  2.1 临床特征
  共纳入11例SDS患儿,男7例,女4例,首次出现SDS相关的任何体征或症状的中位年龄为出生时(范围:出生时~8岁),首次出现血细胞减少的中位年龄为29个月(范围:出生时~12岁), 首次诊断为MDS/AML的中位年龄为48个月(范围:7个月~14岁)。9例患儿表现为儿童难治性血细胞减少(refractory cytopenia of childhood, RCC),1例为MDS伴原始细胞增多(MDS with excess blasts, MDS-EB),1例为AML伴MDS相关改变(acute myeloid leukemia with myelodysplasia-related changes, AML-MRC)。45%(5/11)患儿表现为单纯的血液系统异常。仅18%(2/11)患儿表现为典型中性粒细胞减少伴腹泻。27%(3/11)患儿首次出现血细胞减少即为MDS/AML,包括2例RCC,1例MDS-EB。仅患儿5有家族史,该患儿诊断为RCC,表现为全血细胞减少伴发育迟缓,而具有相同突变的同胞哥哥仅表现为腹泻。发育迟缓、心脏畸形和其他躯体畸形分别存在于45%(5/11)、18%(2/11)和18%(2/11)的患儿。27%(3/11)患儿存在胰腺影像学异常,表现为胰腺体积小于同龄人、脂肪化。11例患儿均未检测到肝肾功能异常(表1)。
  表1 11例伴髓系恶性转化的SDS患儿临床特征和基因信息
  
  确诊髓系恶性转化时SDS患儿的血液学特征见表2,中性粒细胞减少最常见,存在于91%(10/11)的患儿。骨髓病理示11例患儿骨髓增生程度均低于相应年龄参考值。骨髓细胞形态学示低增生伴有轻度粒系、红系或巨核系的病态造血。患儿转化为MDS前的形态异常主要存在于髓系,包括成熟粒细胞低分叶及不同程度的颗粒减少。转化为MDS后的形态异常更为显着,其中髓系病态造血最为显着,包括Pelger-Huet样畸形、明显的颗粒减少及显着增大的胞浆偏碱性髓系前体细胞;此阶段患者也具有明显的红系病态造血。染色体核型分析示18%(2/11)患儿存在染色体异常,分别为inv(9)(p12q13)(患儿4)和del(20)(q11)(患儿1)。所有患儿未观察到其他系统恶性肿瘤。
  表2 11例伴髓系恶性转化的SDS患儿确诊时的血液学指标特征(n=11)
  
  2.2 基因突变分析
  11例患儿中,55%(6/11)为纯合突变,45%(5/11)为复合杂合突变。c.258+2T>C和c.184A>T分别存在于91%(10/11)、27%(3/11)的患儿(表1)。c.258+2T>C、c.184A>T为既往报道过的致病性突变[2]。c.634_635insAACATACCTGT+c.637_638delGA(p.I212Kfs*16)为新变异。该变异为无义突变,符合PVS1;该变异在ESP 数据库(http://evs.gs.washington.edu/EVS)、千人基因组数据库(http://browser.1000genomes.org)、ExAC数据库(http://exac.broadinstitute.org)正常对照人群中未发现,符合PM2;经MutationTaster(http://www.mutationtaster.org)和GERP++软件(http://mendel.stanford.edu/SidowLab/downloads/gerp/)的生物信息数据分析预测,分别提示为“有害的”、“保守的”,符合PP3;因此该突变被判定为“致病的”。c.8T>C(p.I3T)为新变异,患儿5为纯合变异,患儿哥哥具有慢性腹泻,也为该位点的纯合变异,患儿母亲携带此位点的杂合变异,符合PP1;患儿的表型和家族史对考虑的基因高度特异,符合PP4;该变异为ESP数据库、千人数据库、ExAC数据库正常对照人群中未发现的变异,符合PM2;经SIFT(https://sift.bii.a-star.edu.sg)、PolyPhen-2(http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2)、MutationTaster和GERP++软件的生物信息数据分析预测,分别提示为“有害的”、“可能有害的”、“致病的”和“保守的”,符合PP3;该变异为错义变异,而基因的良性错义变异频率低、错义变异是疾病的普遍机制,符合PP2;因此该突变被判定为“可能致病的”。转化为AML-MRC的患儿9检测到IDH1基因c.394C>T(p.R132C)体细胞突变。不同基因型患儿的血细胞减少、染色体核型异常、死亡和非血液系统表型的发生率无显着性差异(均P>0.05),见表3。
  表3 11例不同基因型伴髓系恶性转化的SDS患儿的临床特征比较[例(%)]
  
  2.3 预后分析
  中性粒细胞减少的患儿在发生感染时应用人粒细胞集落刺激因子(granulocyte-colony stimulation factor, G-CSF)。无患儿接受长期G-CSF治疗或预防性治疗。2例患儿(1例RCC,1例AML-MRC)接受了HSCT治疗。所有患儿出现血细胞减少后3年预期OS率为82%(95%CI:70%~93%)。患儿转化为MDS/AML后3年预期OS率为80%(95%CI:67%~93%)。从出现血细胞减少到转化为MDS/AML的中位时间为18个月(范围:4~121个月)。转化为RCC和高危险度MDS-EB或AML的患儿3年预期OS率分别为100%和0%(P=0.001)(图1)。转化为高危险度MDS或AML的2例患儿从确诊MDS/AML到死亡的时间分别仅4个月、5.5个月。性别、首次诊断SDS的年龄、血液学参数分布及异常染色体核型对患儿总生存均无明显影响(表4)。
  
  图1 不同髓系恶性转化类型SDS患儿总生存曲线

  表4 11例伴有髓系恶性转化的SDS患儿3 年OS率的单因素分析
  

  3 讨论

  本回顾性研究报告了国内最大队列伴髓系恶性转化的SDS患儿的临床特征和基因突变情况。约20%的SDS患者以中性粒细胞<0.5×109/L为首次就诊原因,但仅有65%的患者同时具有典型的胰腺外分泌功能不全及骨骼畸形,因此临床中有漏诊可能[1]。一项包括1?514例接受HSCT的MDS患者的研究报道,4%的年轻患者携带SBDS基因突变,且大多数在移植前未被诊断出,提示该类患者在临床中存在被低估的可能性[6]。本研究中45%患儿表现为单纯血液系统异常,提示SDS相关基因检测在IBMFS诊断Panel中的必要性。
  超过90%的SDS伴有SBDS基因突变。最常见的突变位点包括c.184A>T和c.258+2T>C[1-2,7]。意大利SDS登记组研究结果表明c.184A>T纯合突变、c.184A>T+c.258+2T>C复合杂合突变和c.258+2T>C纯合突变最为常见,分别占56%、14%和8%[7]。本研究结果中常见的突变形式为c.258+2T>C纯合突变(45%)和c.184A>T+c.258+2T>C复合杂合突变(27%)。与既往报道一致,本研究亦未检测到SBDS基因型和表型之间的关联[7]。另外,本研究首次报道了SBDS的两个新变异,致病性突变p.I212Kfs*16和可能致病性突变p.I3T。除了SBDS,最近还有3个基因被报道具有类SDS表型,包括DNAJC21[8-9]、EFL1[10]和SRP54[11],上述基因在SDS患者中所占比例均<1%。本研究未检测到上述基因突变,可能上述基因突变在我国SDS患儿罕见。因此,对于疑诊SDS患儿仍首先考虑检测SBDS基因。TP53是SDS最常见的体细胞突变基因,与MDS转化风险增高和不良预后有关[6]。在1例发生AML转化的SDS患者中检测到IDH1体细胞突变,并提示可能与预后良好相关[12]。本研究中患儿9中检测到IDH1体细胞突变,一方面为这一突变可能驱动SDS的恶性转化提供了证据,另一方面该患儿预后差,提示需更多病例来明确IDH1突变对预后的影响。
  SDS患者常见两种重现性细胞遗传学异常为i(7)(q10)和del(20q)[1-2],其是否与恶性转化相关尚存在争议。诸多研究表明i(7)(q10)和del(20)(q11)不增加SDS恶性转化的风险,而染色体7的非i(7q)异常,特别是单体7可能与髓系恶性转化相关[1-2,13]。复杂核型存在于44%髓系恶性转化的SDS患者中,并且与不良预后有关[13]。本研究中除了del(20q),还检测到inv(9)(p12q13),2例患儿均表现为粒细胞缺乏,分别于14岁、45月龄时转化为RCC。而2例转化为MDS-EB/AML-MRC的患儿均为正常核型。
  目前报道的SDS髓系恶性转化率差异很大,在5%到36%之间[2,14-17]。 SDS转化为MDS/AML后预后差,10年OS率仅25%[18]。2019年一项多中心回顾性研究显示中位随访4.9年,转化为MDS和AML患者的中位生存期分别为7.7年和0.99年,3年OS率分别是51%和11%[13]。本研究结果亦显示转化为MDS-EB/AML的患儿预后差, 而转化为RCC的患儿可长期稳定。
  SDS患者临床过程各异,如何精确预测患者预后对于治疗选择具有重要意义。本研究未发现与预后相关的因素,可能与样本数量少和患者以血液系统症状为主有关。对于转化为MDS/AML的SDS患者,HSCT虽为唯一可能治愈手段,但预后较差,诊断MDS后中位生存时间仅1.2年[6,16],生存率仅23%[14]。对于那些患有SDS的患者,应进行每年一次的已知疾病并发症的随访,并监测其血细胞计数和骨髓转化情况[13,16]。需注意的是,40%患者在血细胞计数稳定的情况下转化为MDS[13],因此规范监测骨髓可提高患者的长期生存。接受和不接受骨髓监测的患者3年OS率分别为62%与28% [13]。
  总之,回顾性分析本中心SDS转化为MDS/AML患儿,结果显示SDS患儿可能以血液系统症状为唯一表现,临床应引起重视。c.258+2T>C和c.184A>T是最常见的突变位点,可作为基因筛查的首选。转化为MDS-EB/AML的患儿预后差,生存期短,而转化为RCC的患儿可长期稳定。进一步需要建立我国的SDS病例登记系统,建立基于证据的诊断、治疗和管理策略对于改善患儿预后至关重要。

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