《Cancer Management and Research》:Development of a Multiplex PCR to Detect the BCR-ABL1 Transcripts in Chronic Myeloid Leukaemia Patients in Indonesia
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背景 目前可用于鉴定慢性髓性白血病(CML)患者BCR-ABL1基因融合转录本的商业化试剂盒有限。多数试剂盒基于RT-PCR检测e14a2和e13a2转录本作为主要断点片段,但不检测次要转录本。因此,本研究旨在开发一种用于BCR-ABL基因转录本的多重PCR方
背景 目前可用于鉴定慢性髓性白血病(CML)患者BCR-ABL1基因融合转录本的商业化试剂盒有限。多数试剂盒基于RT-PCR检测e14a2和e13a2转录本作为主要断点片段,但不检测次要转录本。因此,本研究旨在开发一种用于BCR-ABL基因转录本的多重PCR方法。方法 设计引物以扩增来自52例CML患者存档mRNA逆转录所得cDNA中的四种BCR-ABL1转录本。通过多重PCR鉴定BCR-ABL1转录本,并将该检测性能与Xpert? BCR-ABL Ultra(GeneXpert)进行比较。结果 多重TD-PCR成功扩增四种BCR-ABL1转录本,e13a2和e14a2的检测限为10 fg/μL,e1a2和e19a2为100 fg/μL。在52份存档RNA样本中,40份确认为阳性。最常见转录本为e14a2,在确认阳性样本中占72.5%,其次为e13a2,占25%。e19a2转录本在阳性样本中占2.5%。无患者表达e1a2转录本类型或共表达e14a2和e13a2。与GeneXpert结果相比,多重PCR的总体灵敏度和特异性分别为97.56%(95% CI:87.14–99.94%)和100%(95% CI:71.51–100%)。结论 所开发的可鉴定四种BCR-ABL1转录本的多重PCR检测可用于CML诊断环境。关键词:慢性髓性白血病;多重聚合酶链反应;BCR ABL转录本。
慢性髓性白血病(chronic myeloid leukaemia, CML)是一种多能造血干细胞恶性克隆性疾病,主要由费城染色体t(9,22)(q34;q11)及BCR-ABL1融合基因引起。年发病率约为1–2例/100,000人。BCR-ABL1融合基因由BCR和ABL1基因断点形成,产生持续激活酪氨酸激酶的蛋白,导致粒细胞不受控增殖。根据BCR-ABL1转录本类型,CML可分为主要BCR(M-bcr)、次要BCR(m-bcr)和微小BCR(μ-bcr)。超过95%的CML患者具有M-bcr型,包括e13a2和e14a2,二者相差75 bp或25个氨基酸;m-bcr转录本为e1a2;μ-bcr转录本为e19a2。上述转录本分别合成p210、p190和p230异常融合蛋白。CML诊断涉及临床和实验室检查,包括体检、全血细胞计数及分类、血涂片、骨髓细胞遗传学、荧光原位杂交(FISH)以及定性逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测BCR-ABL1转录本。欧洲LeukemiaNet(ELN)和印度尼西亚指南要求检测BCR-ABL1转录本类型。诊断时准确鉴定BCR-ABL1转录本类型具有临床重要性,因为不同转录本可能与不同临床特征相关,并可影响分子监测策略和治疗反应解释。
目前存在的问题是,在高收入国家,可识别主要BCR-ABL1转录本类型的商业化定性RT-PCR试剂盒广泛可用并常规使用;但在印度尼西亚,这些试剂盒未注册、不定期库存或对许多实验室过于昂贵。因此,在印度尼西亚环境中,缺乏稳健、本地验证、可负担且能同时检测主要BCR-ABL1转录本变体的检测方法,是实施现行ELN和国家指南的实际障碍。为此,研究人员旨在开发多重touchdown PCR方法,用于诊断和表征四种最相关BCR-ABL1转录本类型(e13a2、e14a2、e1a2和e19a2)。通过单反应中多引物组扩增多个靶序列,所提出的多重PCR方法拟减少周转时间、降低试剂和耗材成本、减少手工时间和污染风险,并在仅有标准PCR设备的印度尼西亚常规分子实验室提供全面转录本分型,填补当前诊断缺口,支持指南一致性护理。
关键技术方法概括(不超过250字):研究经Universitas Padjadjaran大学伦理委员会批准(No 1396/UN6.KEP/EC/2022),使用CML患者存档RNA样本。采用Primer3设计引物,靶向BCR内参及e13a2、e14a2、e1a2、e19a2;以gBlocks?基因片段作为cDNA模板,从单重PCR开始优化至双重、三重和四重PCR。使用52份CML患者存档RNA样本(2022年1月至2024年8月收集,?80°C保存),与Xpert? BCR-ABL Ultra(GeneXpert)结果比较。统计采用2×2列联表评估灵敏度、特异性、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)和总体诊断准确性。
研究结果如下。Multiplex Touchdown PCR Development:单重PCR结果显示,e13a2产生381 bp条带,e14a2产生456 bp条带,e1a2和e19a2分别产生693 bp和585 bp条带,与in silico引物设计软件预测一致。Sanger测序确认每个扩增子断点序列正确。双重、三重和四重PCR结果均显示所有优化PCR产生各断点的预期条带大小。检测限(LoD)通过阳性对照系列稀释评估,e13a2和e14a2的灵敏度为10 fg/μL,e1a2和e19a2的灵敏度为100 fg/μL。Characterisation of the BCR-ABL1 Transcripts in CML Patient Samples:所开发的多重Touchdown PCR用于鉴定52份CML患者存档mRNA样本中的BCR-ABL1转录本。多重PCR显示最常见转录本为e14a2(72.5%),其次为e13a2(25%),仅1例CML患者鉴定为e19a2(2.5%)。无患者表达e1a2转录本类型,也无患者共表达e14a2和e13a2。与GeneXpert结果比较,多重BCR-ABL1的总体灵敏度和特异性分别为97.56%(95% CI:87.14–99.94%)和100%(95% CI:71.51–100%),总体一致性为98.08%。在52份存档RNA样本中,仅1例结果不一致,即GeneXpert阳性而多重TD-PCR阴性;该样本来自治疗中患者,BCR-ABL1转录本水平极低(国际标准[IS]<0.3%),不一致最可能归因于Xpert assay对低丰度转录本具有更高分析灵敏度。这些发现表明,所开发的多重TD-PCR适用于诊断时BCR-ABL1转录本类型的定性鉴定,但不适用于微小残留病(MRD)的检测或监测,后者需要高灵敏度定量分子检测。
讨论部分总结如下。印度尼西亚常用BCR-ABL商业化试剂盒为定量RT-PCR试剂盒,仅检测和定量两种最常见转录本e13a2和e14a2,不能确定具体转录本。研究人员开发了多重RT-PCR,使用三个BCR引物和一个ABL引物检测多种BCR-ABL转录本,并以BCR转录本作为内参。多重RT-PCR在单反应中使用多引物组检测和扩增多个靶基因或转录本,因此可作为识别CML患者BCR-ABL转录本的重要诊断工具。该多重Touchdown PCR高度灵敏,可检测低至100 fg/μL的四种转录本。BCR-ABL1转录本类型对预测治疗结果和无治疗缓解率重要。e1a2转录本主要见于淋巴母细胞急变期CML和急性淋巴细胞白血病,在慢性期CML中发生率约1.8%。有限研究提示,m-bcr可能与单核细胞增多和更具侵袭性疾病相关;在淋巴或混合系急变中,e1a2是高危情况,对酪氨酸激酶抑制反应差。罕见e19a2融合转录本通常见于伴显著中性粒细胞成熟的慢性髓性白血病,一些研究人员也将其称为慢性中性粒细胞白血病。e19a2融合基因最初与中性粒细胞性CML相关,后者为轻度Ph-骨髓增殖性疾病,进展相对不常见,但后来在经典CML和急性髓系白血病中也检测到e19a2融合基因转录本。然而,已有研究显示e19a2型CML在克隆演化和急变期染色体异常方面与M-BCR无显著差异。本研究中约四分之一患者表达e13a2转录本,最常见为e14a2,一例患者发现罕见e19a2。本研究中印度尼西亚患者无e13a2/e14a2共表达和e1a2转录本类型,可能与种族差异或检测方法灵敏度有关。这些发现与印度尼西亚日惹的一项研究相似,即e14a2转录本比例高于e13a2;但少数研究报道相反结果。一项包含34项研究、54,034例患者的综述显示,e14a2总体估计患病率高于e13a2(分别为54%和39%)。本研究中男性患者(55%)倾向于表达e14a2,与既往报道性别与转录本类型关系相反,即男性患者更倾向表达e13a2,女性更倾向表达e14a2。鉴于本研究样本量小,应谨慎解释该队列中BCR-ABL1融合分布,因为其可能不能反映印度尼西亚更广泛CML患者的BCR-ABL1融合谱。本研究旨在作为新多重PCR检测的概念验证和初步临床验证,而非提供结论性分子流行病学数据。因此,有必要开展更大规模、多中心、涵盖更广泛患者人群的研究,以全面确定印度尼西亚BCR-ABL1融合转录本的分子流行病学,并进一步确认该检测的临床效能。与GeneXpert结果比较,所开发的多重Touchdown PCR表现出高总体一致性;仅一例不一致,该样本来自治疗中患者,BCR-ABL1转录本水平极低(IS<0.3%),不一致最可能归因于Xpert assay对低丰度转录本具有更高分析灵敏度。这些发现表明,所开发的多重TD-PCR适用于诊断时BCR-ABL1转录本类型的定性鉴定,但不用于MRD检测或监测,后者需要高灵敏度定量分子检测。研究结论翻译:所开发的多重Touchdown PCR是鉴定BCR-ABL1转录本类型的可靠方法,因此可作为CML患者有用的诊断工具。