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随着对白血病认识的不断深入,白血病的诊断、治疗和预后等水平也不断提高。儿童及成人急性淋巴细胞白血病(ALL)的5年无病生存(DFS)率分别达75%及35%甚至更高,急性髓细胞白血病(AML)的完全缓解(CR)率和5年DFS率分别为60%~70%和30%,其中急性早幼粒细胞白血病(APL)的CR率达85%。但是,目前仍有部分经治疗后获得完全缓解的患者在数年之内复发。
通过前期研究,已分别构建了含BCR-ABL M-bcr、BCR-ABL m-bcr、BCR-ABLμ-bcr、PML-RARα、AML1-ETO、TEL-AML1、CBFβ-MYH11、E2A-PBX1和MLL-AF4等9种白血病相关融合基因的重组质粒,以及含ABL内参基因的重组质粒,并建立了其FQ-PCR检测的标准曲线及标准方程。本研究的目的,是在上述前期研究的基础上,以K562细胞(含BCR-ABL融合基因)、REH细胞(含TEL-AML1融合基因)、NB4细胞(含PML-RARα融合基因)和KASUMI-1细胞(含AML1-ETO融合基因)等4种细胞为阳性细胞,以HL-60细胞系(不含上述白血病相关融合基因)作为阴性细胞,以含BCR-ABL M-bcr、PML-RARα、AML-ETO和TEL-AML1等4种白血病相关融合基因的重组质粒为标准品,以FQ-PCR方法检测阳性细胞中BCR-ABL M-bcr、TEL-AML1、PML-RARα和AML1-ETO等4种白血病融合基因的表达量,并通过对检测结果进行室内质量控制和误差分析,以及真实性和可靠性的判断,对FQ-PCR检测白血病融合基因进行方法学的评价。在此基础上,应用FQ-PCR检测初诊白血病患儿的相关融合基因,并在治疗过程中对融合基因的表达量进行初步追踪观察,为临床应用FQ-PCR监测白血病MRD奠定基础。
研究目的:
1.通过细胞水平的研究,对FQ-PCR定量检测白血病融合基因进行全面的方法学评价。
2.以FQ-PCR定量检测初诊白血病患儿的相关融合基因,对阳性者,追踪观察其在白血病治疗过程中的变化,为进一步临床研究奠定基础。
研究内容:
1.选取K562细胞(含BCR-ABL融合基因)、REH细胞(含TEL-AML1融合基因)、NB4细胞(含PML-RARα融合基因)和KASUMI-1细胞(含AML1-ETO融合基因)作为阳性细胞,以HL-60细胞(不含上述白血病相关融合基因)作为阴性细胞,将上述4种细胞分别梯度稀释为1:100~1:1056个浓度,以FQ-PCR检测相应融合基因的相对表达量。
2.根据上述检测结果,通过计算SI值、灵敏度和变异系数(CV),对实验研究进行室内质量控制和误差控制的分析。
3.通过计算敏感性、特异性、约登指数和CV,判断检测方法的真实性和可靠性。
4.以FQ-PCR检测初诊白血病患儿的相关融合基因,阳性者,在治疗过程中继续追踪观察相关融合基因表达量的变化。
研究方法:
1.细胞水平的研究
(1)培养K562细胞、REH细胞、NB4细胞和KASUMI-1细胞。
(2)用HL-60细胞作为阴性细胞梯度稀释上述4种细胞,其稀释浓度为1:100~1:105。
(3)提取上述细胞RNA,并逆转录为cDNA。
(4)以含BCR-ABL M-bcr、PML-RARα、AML1-ETO和TEL-AML1等4种白血病相关融合基因的重组质粒为标准品,通过FQ-PCR建立标准曲线和标准方程。以FQ-PCR检测待检细胞的BCR-ABL M-bcr、PML-RARα、AML1-ETO和TEL-AML1等4种融合基因,通过质粒标准品的标准曲线及标准方程得出融合基因的相对表达量(融合基因拷贝数与内参基因拷贝数之比),以NCN表示。
(5)上述实验每组设3个复管,连续3天重复实验,即每种细胞每一浓度可获得9个实验数据。从第三次实验开始进行“即刻法”质控,直至第九次实验结束。根据实验结果计算SI值、批内CV、批间CV和灵敏度,进行室内质量控制和误差控制的分析。
(6)计算敏感性、特异性、约登指数、批内CV和批间CV,评价检测方法的真实性和可靠性。
2.临床观察
(1)采集经骨髓细胞形态、免疫分型确诊的初诊白血病患儿骨髓并抽提RNA,制备cDNA。
(2)FQ-PCR定量检测7种白血病相关融合基因。
(3)白血病相关融合基因阳性者,于诱导缓解治疗后追踪融合基因表达量的变化。
研究结果:
1.质粒标准品经FQ-PCR检测后,生成标准曲线、标准方程、相关系数r2及扩增效率(见表4)。
2.FQ-PCR检测白血病融合基因的结果显示:①当细胞浓度在1:100~1:105范围时,细胞浓度与待检融合基因的Ct值呈负相关;②细胞浓度每下降1个对数级,0.985~0.986之间,P<0.001,呈高度正相关;③内参基因的Ct值在21.86±0.05~26.48±0.73范围之间。
3.每种细胞每一浓度的第九次实验结束后,其NCN的SI上限值和SI下限值均小于Q2s。
4.FQ-PCR检测4种细胞系相关融合基因的灵敏度均为10-5。
5.FQ-PCR检测白血病融合基因,敏感度以TEL-AML1和AML1-ETO最高(100%),BCR-ABL M-bcr次之(97.92%),PML-RARα最低(89.58%);TEL-AML1、PML-RARa和AML1-ETO的特异度一致(93.75%),BCR-ABL M-bcr的特异度较低(81.25%);约登指数以TEL-AML1和AML1-ETO最接近理想(0.94),PML-RARα次之(0.83),BCR-ABL M-bcr最小(0.79)。
6.在被检的4种融合基因中,KASUMI-1细胞浓度为1:100~1:105时,其AML1-ETO融合基因NCN值的批内CV和批间CV均小于3%,可靠性最好;K562、REH和NB4细胞浓度为1:100~1:103时,其相关融合基因NCN值的批内CV和批问0CV均小于10%,可靠性较好,在细胞浓度为1:104~1:105时,其相关融合基因NCN值的批内CV小于6%,可靠性也较好,而批间CV则小于30%,可靠性逊于上述。
7.收集初诊白血病标本56例,FQ-PCR检测初诊白血病患者融合基因的检出率为28.57%,其中初诊ALL的检出率为15.38%,AML的检出率为14.29%,APL和CML的检出率均为100.00%。
8.对6例APL患儿予诱导缓解化疗,2例CML患儿予格列卫治疗,取得CR后继续以FQ-PCR追踪PML-RARα和BCR-ABL融合基因的NCN值,结果见表11和表12。
结论:
1.每种白血病细胞稀释为1:100~1:1056个浓度,每一浓度设3个复管,连续检测3天,所获得的全部数据均在可控范围内。
2.细胞浓度每下降1个对数级,其待检融合基因的NCN值相应下降0.5~1个对数级,两者之间的相关系数r2在0.985~0.986之间,P<0.001,呈高度正相关性。
3.FQ-PCR检测白血病融合基因的灵敏度为10-5,与国外文献报道一致。
4.FQ-PCR检测白血病融合基因,敏感度以TEL-AML1和AML1-ETO最高,为100%,BCR-ABL M-bcr次之(97.92%),PML-RARα最低(89.58%);TEL-AML1、PML-RARα和AML1-ETO的特异度一致(93.75%),BCR-ABL M-bcr的特异度较低(81.25%);约登指数以TEL-AML1和AML1-ETO最接近理想(0.94),PML-RARα次之(0.83),BCR-ABL M-bcr最小(0.79)。
5.当KASUMI-1细胞浓度在1:100~1:105范围时,FQ-PCR检测AML1-ETO融合基因的NCN值的批内CV和批间CV均小于3%,可靠性和精密度最好:K562、REH和NB4细胞浓度为1:100~1:103时,FQ-PCR检测BCR-ABL M-bcr、TEL-AML1和PML-RARα的NCN值的批内CV和批问CV均小于10%,可靠性和精密度较好,在细胞浓度为1:104~1:105时,上述相关融合基因NCN值的批内CV小于6%,可靠性和精密度也较好,而批间CV小于30%,但仍在可控范围之内。
6.收集56例初诊白血病患儿的骨髓标本,FQ-PCR检测初诊白血病患者融合基因的检出率为28.57%,其中初诊ALL的检出率为15.38%,AML的检出率为14.29%,APL和CML的检出率均为100.00%。初步追踪观察融合基因水平变化与治疗反应一致。