骨髓增生异常综合征与DNA甲基化调控基因突变

骨髓增生异常综合征（MDS）是一组异质性克隆性造血干细胞疾病，以血细胞减少、髓系细胞一系或多系发育异常、无效造血、向AML转化的风险增加为特征，临床表现为外周血细胞减少导致的相关症状和体征，疾病结局是骨髓衰竭或转化为AML，其诊断特征是骨髓和（或）外周血中髓系细胞一个系列或多个系列细胞的病态造血。DNA修复缺陷和染色体在数量上或结构上的畸变所造成的等位基因失衡，与MDS的病理生理基础密切相关；全面阐释基因突变有助于更深入地理解MDS的生物学行为，完善分型和预后评分系统，以及探索新型的靶向药物治疗。

表观遗传调控是控制基因功能的主要机制之一，目前已发现MDS的DNA甲基化和组蛋白修饰这两个表观遗传过程发生了改变。肿瘤的基因组以整体DNA低甲基化伴有基因启动子区域的高度甲基化为特征，胞嘧啶过度甲基化会导致肿瘤的进展，因为在肿瘤细胞中高度甲基化的抑癌基因表达会减少。MDS和AML基因组，与正常骨髓细胞比较以及彼此相互比较，呈现不同的整体基因甲基化模式，提示特定基因的甲基化改变有可能导致这些疾病的发生。临床见到干扰甲基化的胞嘧啶模拟药物（5-阿扎胞苷和地西他滨）对MDS和AML发挥疗效，可以作为DNA甲基化改变是MDS和AML重要病理改变的非直接证据。MDS参与 DNA 甲基化调控的基因主要有TET2、IDH1/2、DNMT3A；与组蛋白修饰有关的基因是 ASXL1、EZH2等。

MDS与DNA****甲基化调控基因突变

TET2基因（Ten Eleven Translocation gene）位于染色体4q24，其表达的产物TET2蛋白，通过将5-甲基胞嘧啶转化为5-羟甲基胞嘧啶导致DNA 去甲基化。TET2基因的突变在20%-26%的MDS中可以见到，是最常见的基因突变，亦可见于慢性粒单核细胞白血病（CMML）、急性髓系白血病（AML）、继发性急性髓系白血病（secondary AML）以及骨髓增殖性肿瘤（MPN），动物模型研究表明抑制小鼠TET2基因的表达会导致类似于MDS的髓系异常改变 。突变的TET2基因将失去调控DNA去甲基化的作用。此外，即使TET2基因本身不发生突变，其活性亦受α-酮戊二酸的调节，因TET2基因表达对DNA过度甲基化具有抑制作用的多种酶类需要α-酮戊二酸作为共因子；而α-酮戊二酸是由异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase，IDH）1和2催化产生的。已证明IDH基因的突变可以降低α-酮戊二酸的水平，影响TET2蛋白的活性，导致DNA的高度甲基化，进而引起MDS的进展。IDH在MDS患者的基因突变发生率为3.6%-23%；有研究显示MDS患者（N=277）有12%发生IDH1/2的突变，且IDH2突变的发生率（9%）相较于IDH1突变的发生率（2.9%）更高；具有IDH1（R132）突变的患者OS更短，向AML的转化率也更大。甲基化信号通路基因突变的患者对去甲基化药物（HMT）如5-氮杂胞苷（5-AC）和地西他滨（DAC）具有更好的反应，故检测甲基化调控信号通路的基因是否发生突变对于临床指导用药方案和设计应用特异性靶向药物具有指导意义。

DNA甲基转移酶3A基因（DNA methyltransferase 3A gene,DNMT3A）的重现性突变也与MDS相关；动物研究表明DNMT3A缺失会引起祖细胞扩增和分化受阻；具有DNMT3A突变的患者OS更低，更快进展为AML，DNMT3A突变提示对去甲基化治疗产生反应的比率较高。CpG二核苷酸（cytosine-phosphate-guanosine dinucleotides）的甲基化过程由DNA甲基转移酶（包括DNMT1、DNMT3A、DNMT3B）所介导，由DNMT将甲基基团添加至CpG中的胞嘧啶，使DNA保持部分甲基化。既往报道DNMT突变位点主要在R882，亦有报道P904位点发生突变。有研究在所有被测突变样本（N=150）中的绝大多数细胞中都检测到了DNMT3A突变的表达，且大多数样本的髓系原始细胞远小于30%，表明DNMT3A突变发生于MDS病程的早期，并可能使发生该基因突变的细胞获得了克隆性优势。