荧光原位杂交检测（FISH）技术解码多发性骨髓瘤染色体异常

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前言

多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma，MM）是一种克隆浆细胞异常增殖的疾病，其特征是在骨髓中克隆性浆细胞的增殖，血液或尿液中单克隆蛋白，并伴随相关器官功能损伤，常见的症状包括：血钙增高、肾功能损害、贫血、骨病以及继发淀粉样变性[1]。MM是第二常见的造血和淋巴系统恶性肿瘤，约占肿瘤总发病率的1%和血液肿瘤的 13%[2]。
MM目前仍无法治愈，中位生存率为6年，但预后会有所不同，主要取决于染色体异常[3]。MM诊断时需通过染色体分析，进行预后分层以及选择适合的治疗策略 [4]。MM患者最常用的染色体分析方法是通过骨髓荧光原位杂交 (FISH) 技术进行[5]。
PART 01 多发性骨髓瘤的染色体异常与预后评估

高达 90% 的MM患者在诊断时会出现原发性（Primary）细胞遗传学异常性 [6]。在疾病不断演化的过程中获得继发性（Secondary）细胞遗传学异常，这两种类型的异常都可对疾病的病程、预后和治疗反应产生影响，如图1所示。MM是生物学行为和临床表现呈显著异质性的疾病，精确的预后评估与危险分层对于MM的精准治疗至关重要，染色体异常是MM危险分层的基础。NCCN指南要求初诊中的骨髓检查应包括对骨髓穿刺所取细胞进行FISH检测[7]。



图1 细胞遗传学异常在MM疾病发生和进展中的作用[5]

PART 02 原发性异常

原发性染色体异常是MM的起始基因异常，这些异常已经存在于浆细胞肿瘤的 MGUS 阶段并建立了显性克隆。原发性细胞遗传学异常包含两大类：数目（即超二倍体）和结构（即涉及 14q32 免疫球蛋白重链 ( IGH )基因座的易位）异常。
数目异常

染色体拷贝数增加或超二倍体是多发性骨髓瘤最常见的染色体数目异常，50-60% 的MM患者会出现这种情况[5]。通常表现为获得完整染色体，导致某些染色体特别是奇数染色体的三体性，通常为3、5、7、9、11、15、19和21号染色体，以及48至75条染色体的超二倍体核型。
结构异常

IGH 基因是浆细胞内转录最频繁的基因之一，高达 50% 的MM患者会发生涉及IGH重排的染色体结构异常[5]。IGH基因与伙伴癌基因融合后，会产生两条“衍生”染色体，每条染色体都包含部分 IGH序列和部分伙伴基因序列。IGH常见的的伙伴基因包括：CCND1、FGFR3、MAF 、MAFB 和CCND3。
常见的染色体异常包括：
t(11;14)(q13;q32) IGH::CCND1
t(4;14)(p16;q32) IGH::FGFR3
t(14;16)(q32;q23) IGH::MAF
t(6;14)(p21;q32) IGH::CCND3
t(14;20)(q32;q11) IGH::MAFB
PART 03 继发性异常

继发性染色体异常，包括拷贝数改变和染色体易位，可在疾病的自然病程中出现，增加肿瘤群体内的遗传多样性，并为肿瘤进展提供适应性优势。MM中的不同染色体区域受到拷贝数改变的影响，包括扩增（例如1q扩增）和缺失（例如del(1p)；del(17p)）。这些在冒烟型多发性骨髓瘤、活动症状性骨髓瘤和浆细胞白血病等晚期疾病中更为常见[8-10]。
常见的继发性异常包括：1q 扩增、del(1p)、17p缺失、MYC (8q24) 重排等。



表1 多发性骨髓瘤常见的染色体异常

PART 04 多发性骨髓瘤染色体异常与预后评估

MM患者可供评估的预后因素包括宿主因素、肿瘤特征和染色体异常的预后意义，单一因素常并不足以准确评估预后。
宿主因素：
年龄在70岁以上的病人，基本上不具备用自体移植的条件，往往年龄越大，身体状况越差，这些病人不能进行自体移植，单纯通过化疗，有些高危的病人病情进展很快，病程就会非常短。
肿瘤特征：

• β2微球蛋白：β2微球高，说明瘤负荷比较高；
  
• C反应蛋白：间接反应白介素-6的水平；
  
• 乳酸脱菌酶：乳酸脱氢酶高，说明肿瘤负荷比较高；
  
• 骨髓瘤细胞在外周血中的数量及在骨髓中的增殖情况。
  

染色体异常的预后意义：预后好或者不好的病人，可以从病人的染色体里够找到异常，比如预后不良的，17p缺失、t(4;14)(p16;q32) IGH::FGFR3易位，t(14;16)(q32;q23) IGH::MAF等[11]。
Mayo骨髓瘤分层及风险调整治疗（Mayo Stratification ofMyeloma And Risk‑adapted Therapy，mSMART）分层系统，见图2，使用广泛，以此提出基于预后评估危险分层的治疗。



图2 Mayo骨髓瘤分层及风险调整治疗分层系统

PART 05 多发性骨髓瘤的检测

多发性骨髓瘤的临床检测项目

《中国多发性骨髓瘤诊治指南》要求，对于临床疑似MM的患者，应完成基本检查项目。有条件者，可进行对诊断病情及预后分层具有重要价值的项目检测，具体检测项目见表1。许多MM患者的肿瘤细胞在骨髓中比例较低且分布不均匀,专家共识建议行浆细胞富集或者标记后再进行FISH检测 [12]。



表2 多发性骨髓瘤的检测项目[12]

注：MRI为磁共振成像；PET‑CT为正电子发射计算机断层显像
多发性骨髓瘤染色体异常的FISH检测

FISH是评估MM染色体异常的“金标准”，可以对培养的MM患者骨髓标本的细胞悬液或间期骨髓瘤细胞进行检测。将细胞悬液或中期细胞制片后，使用荧光素标记的FISH探针来靶向细胞核内的特定DNA位置。由于骨髓瘤细胞分裂指数差，中期细胞很少使用。间期 FISH不依赖于分裂细胞的存在，能够检测隐秘的重排，从而克服了与核型分析相关的一些缺陷。探针可用于检测与预后相关的细胞遗传学异常，包括用于易位的双融合和分离探针，以及用于检测扩增和缺失的拷贝数和缺失探针。
FISH检测多发性骨髓瘤染色体异常局限性和挑战

尽管 FISH 是分析多发性骨髓瘤染色体畸变最常用的方法，但它也受到很多限制和挑战。最重要的限制是由于需要进行浆细胞的富集或者标记，导致评估的细胞数量较少。其次是需要为各种类型探针定义cut-off值，cut-off设定可参考欧洲骨髓瘤网络（European Myeloma Network）建议双融合和分离探针分析的cut-off值为 10%，数字探针和缺失探针的cut-off值为20%[13]，但没有用于测量的标准化方法。



表3 熙宁生物|精翰生物已开发多发性骨髓瘤染色体异常FISH检测Panel

结果展示



熙宁生物|精翰生物FISH平台采用了蔡司Axioscope 5荧光显微镜和ISIS FISH分析软件的解决方案，秉承“合规，精准，伴随诊断”的核心理念，遵从CAP和GCP体系要求，已完成涵盖实体瘤、血液瘤的多靶标检测方法开发及验证，可以提供全面的基于FISH技术的基因扩增、基因断裂、基因缺失、基因融合等检测服务。
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参考文献（上下滑动翻看）

[1] Front Oncol. 2020 Jan 24:9:1513
[2] Lancet. 2009 Jul 25;374(9686):324-39
[3] Lancet. 2021 Jan 30;397(10272):410-427
[4] Am J Hematol, 97 (2022), pp. 1086-1107
[5] Blood Reviews, Volume 64, March 2024, 101168
[6] Front Immunol. 2019 May 21:10:1121
[7] NCCN Guidelines Version 3.2024 Multiple Myeloma
[8] Nat Rev Clin Oncol. 2017 Feb;14(2):100-113
[9] Adv Hematol. 2014:2014:864058
[10] J Clin Oncol. 2023 Feb 1;41(4):756-765
[11] Acta Haematol Pol 2021;52(1):18-28.
[12] 中国多发性骨髓瘤诊治指南（2022年修订），中华内科杂志2020 年5月第61卷第5期
[13] Haematologica. 2012 Aug; 97(8): 1272–1277.

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