急性髓系白血病（Acute myeloid leukemia, AML）约占儿童白血病的25％，是继急性淋巴细胞白血病 （ALL） 之后第二常见的儿童白血病，通常发生在婴儿期。AML患儿的长期生存率在70%以下，许多AML患儿会在初期治疗后出现复发。近几年，通过对儿童AML细胞遗传学和分子学研究，人们发现了与AML复发相关的基因突变，能够在诊断时对患儿进行风险分层。已有研究显示，CEBPA、FLT3和WT1突变是儿童AML重要的预后因素。目前，儿童AML的大多数遗传学研究依旧主要集中于诊断时的疾病，对导致不良结局的复发疾病研究较少。

近日，美国圣犹达儿童研究医院的Jeffery Klco研究团队在Blood Cancer Discovery上发表了题为“Integrated genomic analysis identifies UBTF tandem duplications as a recurrent lesion in pediatric acute myeloid leukemia”的研究文章。研究团队对136例复发性儿童AML病例进行了基因和转录谱分析，绘制了复发性儿童AML突变图谱，并在9%的复发性AML病例中发现了此前未被识别的UBTF外显子13串联重复（UBTF-TD）突变类型，在诊断时寻找这种突变的存在有助于识别复发高风险患者。 

UBTF（上游结合转录因子）是一种核仁蛋白，可调节核糖体DNA （rDNA） 和核糖体RNA （rRNA） 转录的表观遗传状态。复发性儿童AML中的UBTF突变均涉及UBTF外显子13的3'端的框内插入（内部串联重复：ITD）或外显子13的框内重复（部分串联重复：PTD），统称为UBTF-TD。

研究团队利用全基因组测序（WGS）、全外显子组测序（WES）、靶标捕获测序（TCS）和RNA测序（RNA-seq）对来自圣犹达儿童研究医院的136名复发性儿童AML患者（中位年龄 9.2岁）的基因组谱进行了分析（图1）。与TARGET AML研究中诊断时的患者队列相比，复发队列富含NUP98重排以及较少的CBFB-MYH11融合。

接下来，通过基因组随机间隔（GRIN）模型，研究团队确定了39个显著突变基因（包括与预后不良相关的基因），例如 WT1、FLT3 和TP53等。此外，在近9%的复发性AML队列中，研究团队发现了UBTF-TD中的复发性体细胞和杂合串联重复。复发性AML的全基因组突变模式具有更多的FLT3、WT1和UBTF突变。上述研究结果表明，部分基因突变在复发性儿童AML中比诊断时更常见，其中最显著的是UBTF-TD。

图1. 复发性儿童AML的综合遗传背景。来源：Blood Cancer Discovery 

为了研究复发性儿童AML中的分子变化，研究团队基于一个转录组学扩展队列检测了融合转录本和体细胞突变，并分析了突变和表达模式（图2）。分析显示，UBTF-TD与其他已知的儿童AML亚型定义改变相互排斥；在转录水平上，UBTF-TD AMLs的UBTF表达最高。

随后，研究团队对所有病例和复发病例中独特的协同突变模式进行了分析。结果显示，UBTF-TD阳性AML在整个队列中显示出WT1和FLT3突变的显著富集（如NPM1和NUP98r AML），表明WT1、FLT3突变引起的许多不良结果可能与UBTF串联重复有关。总的来说，UBTF-TD是一种独特的遗传改变，且与NPM1和NUP98r AML共享转录和突变背景。 

图2. 综合分子谱定义的儿童AML和UBTF-TD的分子特征。来源：Blood Cancer Discovery  

为了提高UBTF-TD突变的检测能力，研究团队通过CICERO、RNAIndel等方法对杂合UBTF-TD进行了综合筛选，最终在扩展队列中检测出15个UBTF-TD突变。接下来，研究团队对27例UBTF-TD AML患者（复发AML队列12例，扩展队列15例）进行了分析（图3）。结果显示，虽然UBTF-TD经常发生在FLT3-ITD或WT1突变中，但AML中其他发生频率高的信号基因突变（例如NRAS、KRAS和PTPN11）同样可在没有FLT3-ITD突变的病例中观察到，表明UBTF-TD主要是一种克隆突变。

为了进一步了解UBTF-TD AML的克隆动力学，研究团队对四个病例的多个疾病时间点的数据进行了研究，发现UBTF-TD存在于初始克隆中。此外，虽然在某些情况下FLT3-ITD与UBTF-TD在建立克隆时同时出现，但UBTF-TD AML可以在没有FLT3-ITD的情况下发生，表明UBTF-TD突变在疾病进展期间是稳定的，UBTF- TD的发生不需要FLT3-ITD。

图3. UBTF-TD用于儿童AML。来源：Blood Cancer Discovery  

为调查UBTF-TDs在儿童和成人AML中的携带率，研究团队将上述筛查方法应用于TCGA、BeatAML和 AAML1031队列中。与儿童AML队列相比，UBTF-TD突变在成人AML队列中不太常见；在儿童AML1031队列中发现的UBTF-TDs缺乏同时发生的复发性融合癌蛋白（图4）。值得注意的是，复发队列中UBTF-TD的富集与不良预后和微小残留病灶（MRD）发病率增加有关。以上结果表明，UBTF-TD是儿童AML的一个新高风险因素，与较差预后、较高的MRD发病率相关。 

图4. 初治AML队列中UBTF-TD的患病率和临床影响。来源：Blood Cancer Discovery  

过去几十年来，由于对儿童AML复发时的遗传特征缺乏了解，儿童AML的治疗效果改善并不明显。为了解决这一难题，研究团队对136例复发的儿童AML进行了全面的基因组特征分析，绘制了复发性儿童AML突变图谱，在9%的复发性AML病例中发现了UBTF-TD突变。经分析发现，UBTF-TD AMLs约占所有新生儿AML的4%，并且与不良预后和MRD阳性有关，确定了UBTF-TD为新的复发性基因突变。UBTF-TD的发现有望为AML患者提供更多的治疗途径。