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干扰素调节因子4相关淋巴瘤的研究进展

2019年07月20日
作者:吴梅,桑威,刘慧
作者单位:徐州医科大学附属医院血液科淋巴瘤中心                      来源:白血病·淋巴瘤, 2019,28(6) : 368-371. 

干扰素调节因子4(IRF4)是IRF家族的成员,主要在淋巴细胞中表达,并在淋巴瘤的发生发展中发挥着重要作用;此外其与2016年世界卫生组织(WHO)淋巴瘤更新版提出的暂定分类-伴有IRF4重排的大B细胞淋巴瘤相关。文章就IRF4基因结构特征及生物学功能、在淋巴细胞发育中的作用、伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤进行综述。

干扰素调节因子4(IRF4)是IRF家族的转录因子之一,较特异地表达于淋巴细胞[1]。在正常淋巴组织中表达于浆细胞、5%~10%的生发中心B细胞(GCB)以及激活的T细胞,是B细胞向浆细胞分化的重要调控因子。此外,在调节免疫反应、免疫细胞发育、细胞生长调节和代谢中起着关键作用。因其最先在多发性骨髓瘤中被识别,故被称为多发性骨髓瘤癌基因1(MUM1)。其在肿瘤组织中的激活导致过表达或与正常细胞不同的异位、异时表达引起调控异常是肿瘤发生的重要原因。伴有IRF4重排的大B细胞淋巴瘤常见于儿童和青年人,被认为是一种新的暂定类,该淋巴瘤最典型的好发部位是咽甲环和(或)颈部淋巴结。文章就IRF4以及伴有IRF4异常的淋巴瘤的研究进展进行综述。

1 IRF4的结构及其生物学功能

IRF4是IRF家族的成员之一。IRF家族有10个成员,其共性是均含有识别特异性序列的氨基末端DNA结合结构域(DBD),是干扰素信号的下游调节者。IRF4的DNA结合结构域与IRF1有44%同源,IRF相关结构域(IAD)与IRF3有26%同源[2],IRF4与IRF8高度同源。

编码的IRF4蛋白由451个氨基酸残基组成,其基因定位于6p25-p23。IRF4/MUM1蛋白的多肽链可大致被分成三部分:1个功能调节结构域,包括2个转录域(TAD)和三元复合物的形成和自抑制需要的区域;1个高度保守的氨基末端DNA结合结构域,拥有5个保守的色氨酸残基,被10~18个氨基酸隔开并形成了螺旋-转角-螺旋基序;1个允许IRF4/MUM1蛋白构象发生改变的中介连接结构域[3]。

与其他IRF家族的蛋白不同,IRF4与DNA的结合力很弱,特性是由于羧基末端自抑制域的存在,但当其与Et家族等转录因子形成复合体后,其自抑制作用会被减弱,结合DNA的亲和力得到很大的增强。此外,IRF4/MUM1的表达不受干扰素的影响,而是由与淋巴细胞活化有关的刺激物介导的,如刀豆素A、金黄色葡萄球菌肠毒素A、白细胞介素4(IL-4)、抗原受体、脂多糖类及CD40信号等[4]。

2 IRF4在淋巴细胞发育中的作用

IRF4/MUM1主要在淋巴细胞中表达,有种系和阶段特异性[5]。在B系细胞中,浆细胞、一小部分GCB及生发中心后B细胞,即GCB向浆细胞成熟分化的终末阶段均有IRF4/MUM1表达。在T系细胞中,无论是正常T细胞,还是异常活化的T细胞均有IRF4/MUM1表达,其表达水平通常与CD30表达呈正相关[6]。IRF是转录因子,在调节免疫反应、免疫细胞发育、细胞生长调节和代谢中起关键作用[7],对浆细胞的分化至关重要[8]。

IRF4在B细胞和浆细胞中高度表达,主要参与了B细胞向浆细胞的分化和免疫球蛋白的类别转换。IRF4与DNA的结合力很弱,这一特性对表达GCB和浆细胞特异的表达至关重要。根据蛋白质水平,IRF4将DNA作为异二聚体或同源二聚体与不同的基序结合,每个基序特异地激活与GCB细胞或PC分化相关的基因的表达。在低蛋白水平时,IRF4作为异二聚体结合Et-IRF复合元件EICE[GGAANN(N)GAAA]与PU.1或AP-1-IRF复合元件AICE(GAAATGAGTCA或GAAANNNNTG AGTCA)与Batf等AP-1家族[9]。在B细胞向浆细胞的分化过程中,蛋白质水平增加,IRF4作为同源二聚体与干扰素序列应答元件ISRE(GAAANNGAAA)结合[10]。在抗原依赖性激活期间,B细胞可以通过称为类别转换重组(CSR)的过程重排IgH区域的恒定区域,产生具有不同功能的抗体。此外,在抗原依赖性激活后,成熟B细胞经历体细胞高频突变(SHM),这是改变免疫球蛋白可变区的过程,以选择产生高效抗体的B细胞。SHM导致GCB的成熟,这是二级淋巴器官中的瞬时结构,其中B细胞是基于它们产生高效抗体的能力而选择的[11]和PC细胞基因表达的两个相互拮抗程序的主要调节因子[10]。生发中心最终产生记忆B细胞和高亲和力,长寿命的PC,其特征是高水平的抗体分泌[12]。在B细胞发育的早期和晚期发生的分子改变可导致淋巴肿瘤的产生。根据研究提出的"动力学模型",IRF4以时间和剂量依赖的方式调节CSR、SHM、GCB细胞的产生和PC的分化[8,10,13]。

在生发中心反应的早期阶段,IRF4以低水平存在,并且其与AICE和EICE基序的结合上调活化诱导的胞苷脱氨酶(AID)表达。AID(由AICDA基因编码)是一种通过胞嘧啶碱基脱氨作用在DNA中产生突变的酶,对于CSR和SHM来说是绝对必要的[14]。IRF4还激活bcl-6,这是一种转录抑制因子,主要用于生发中心的形成和抗体的成熟[10,15]。另一方面,PC分化过程中IRF4水平的升高有利于IRF4与直接靶基因(如PRDM1)的ISRE结合,后者编码蛋白质PRDM1,这是PC分化转录程序的关键组成部分[16,17]。小鼠的体内研究表明,IRF4的瞬时表达直接激活但不能维持GCB细胞中bcl-6的表达[9],这表明IRF4可能在建立时发挥重要作用,但不能维持生发中心状态。在PC分化期间,高水平的IRF4诱导PRDM1表达,并且一起抑制bcl-6表达以终止生发中心程序[16,17,18]。

3 IRF4/MUM1与淋巴瘤的关系

IRF4/MUM1在肿瘤组织中的激活导致过表达或与正常细胞不同的异位、异时表达引起调控异常是肿瘤发生的重要原因。该基因表达异常会导致淋巴组织增生性疾病的发生,并与淋巴瘤的预后有着密切联系。

弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)是最常见的恶性淋巴瘤,占非霍奇金淋巴瘤(NHL)发病率的30%~40%[19],具有很强的异质性,其临床的疗效、预后及转归均具有很大的差异。基因表达谱发现IRF4/MUM1的表达与活化的DLBCL及一些预后差的DLBCL相关[20,21]。

滤泡性淋巴瘤(FL)占非霍奇金B细胞淋巴瘤的30%,发病率仅次于DLBCL[22],以美国和西欧发病率最高,而在中国发病率却明显偏低,约占B细胞淋巴瘤的10%。有研究表明,IRF4/MUM1的表达随着FL的分级升高而明显增加,并且与细胞的增殖活性(Ki-67的表达)呈显著相关性,与CD10的表达呈负相关,但与bcl-6和bcl-2的表达未显示出相关性[23]。IRF4/MUM1阳性的病例多为Ⅲ级,提示其可能具有更差的生物学行为及预后。

外周T细胞淋巴瘤(PTCL)是成熟的胸腺后淋巴细胞异常克隆增生所导致的一类异质性疾病,约占NHL 10%。目前已有多项研究表明,IRF4/MUM1蛋白与PTCL的预后相关,阴性表达患者在治疗有效率和生存期等方面都优于阳性表达患者。Hans等[24]的研究结果,推测IRF4/MUM1的高表达可能与PTCL预后不良有关。另外,在其他类型淋巴瘤,如淋巴浆细胞性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、原发性渗出性淋巴瘤、间变性大细胞淋巴瘤、PTCL分类不明型和成年人T细胞淋巴瘤/白血病患者均可见IRF4/MUM1的表达。

目前有关IRF4/MUM1蛋白在肿瘤预后中的作用仍存在争议。Hans等[24]研究发现IRF4/MUM1阳性患者的预后较差,并在DLBCL的研究中证实了IRF4/MUM1阳性的无病生存率显著低于阴性患者。Colomo等[25]发现了IRF4/MUM1的表达与预后无关,Chang等[26]发现IRF4/MUM1蛋白是B细胞慢性淋巴细胞性白血病预后良好的指标之一。

4 伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤

在2016世界卫生组织(WHO)淋巴瘤分类更新版中提出伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤作为一种新的暂定类。常见于儿童和青年人,中位年龄10岁(4~28岁),也可发生于老年人[27]。男女比例接近,无明显的性别差异。这类淋巴瘤最典型的病变区域是咽甲环和(或)颈部淋巴结,但也可发生在腹腔及胃肠道淋巴结等部位。组织学上以弥漫或者滤泡+弥漫的生长方式为主,类似于3B级的FL或者DLBCL的生长方式,但星空现象少见。免疫组织化学结果显示,该类淋巴瘤恒定强表达IRF4/MUM1,通常也表达bcl-6,约半数表达CD10和bcl-2,增殖分数一般较高。基于基因表达谱的研究,最常见的是生发中心型。荧光原位杂交技术(FISH)基因检测结果,通常有IRF4基因重排,少数伴bcl-6基因重排,通常不伴bcl-2基因重排。该类淋巴瘤较儿童型滤泡性淋巴瘤(PFL)更具侵袭性,但较普通DLBCL预后好,治疗反应佳,因此总体预后好。

伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤需要与常规的DLBCL及PFL鉴别,因其治疗和预后不同。与常规DLBCL相比,伴IRF4重排DLBCL显示出明显不同的临床病理学特征:局部病变为主,常见的滤泡样结构特征和较高的GCB免疫表型,与低bcl-2重排率形成对比,但有相对较好的预后。因此,在青年人咽甲环部位,DLBCL样大细胞淋巴瘤伴有滤泡样结构特征和MUM1/bcl-6强阳性表达,且临床表现为局灶病变者,应行FISH检测IRF4易位,以除外伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤。PFL好发于儿童和青年人,中位年龄14岁(5~21岁),少见于成年人,主要影响年轻男性(男女比10∶1);好发于头颈部,几乎所有病例都是局灶性病变,因此部分病例切除即可,而不需要其他处理。PFL的诊断标准要严格把握,以避免漏诊真正的3级FL或者伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤而导致治疗不足。组织学形态以大的扩张的高度增生的滤泡为特征。免疫表型:除表达panB标记外,肿瘤细胞表达CD10及bcl-6,且CD10表达局限于滤泡内;大多数bcl-2(-),缺乏t(14:18)易位。无论组织学还是免疫组织化学特征,PFL与伴IRF4重排的大B细胞淋巴瘤都有很大的重叠,但PFL并不表达MUM1,FISH检测IRF4重排阴性,可供鉴别。

5 小结

总之,IRF4/MUM1基因是IRF家族的成员,其在淋巴细胞的发育及淋巴瘤的发生发展中发挥着重要的作用。伴有IRF4重排的大B细胞淋巴瘤是2016年版WHO更新版提出的暂定分类,预后较PFL差,但经正规治疗预后较常规的DLBCL好,所以有必要对其明确诊断。除典型的组织学及免疫组织化学特征外,FISH检测IRF4基因重排对其诊断有重要作用。

参考文献

干扰素调节因子4相关淋巴瘤的研究进展 [J] . 白血病·淋巴瘤,2019,28( 6 ): 368-371. 

DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-9921.2019.06.012


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