基因重排检测技术的建立及其在淋巴瘤诊断中的应用

1、基因重排检测技术的建立及其在淋巴瘤诊断中的应用               作者：朱少君，李艳红，张伟，王旭霞，巩丽，李爱宁,兰淼【关键词】  淋巴瘤    Detection and clinical significance of gene rearrangements in diagnosis of lymphomas【Abstract】 AIM: To establish a way to detect th

2、e gene rearrangements of IgH and TCR and to assess the application of the detection technique in the diagnosis of malignant lymphoma. METHODS: Fiftythree cases of malignant lymphoma and 20 cases of reactive lymphoid hyperplasia were chosen for making tissue sections. Genomic DNA was extracted, and a

3、mplified via PCR. The products were resolved on denaturing polyacrylamide gels and visualized through silver staining. RESULTS: Gene rearrangements of IgH and TCR were negative in 20 cases of reactive lymphoid hyperplasia. In all of 18 cases of T cellnonHodgkins lymphoma (TNHL), gene rearrangement o

4、f TCR was found in 12 cases and that of TCR was found in 3 cases, and IgH gene rearrangement was not found. IgH gene rearrangement was found in 28 cases out of 32 cases of B cellNHL (BNHL), in 2 cases of which gene rearrangements of TCR and IgH were both found. There was IgH gene rearrangement in 3

5、cases of suspected lymphomas. There was a remarkable difference between NHL group and benign group in gene rearrangment (P<0.05). CONCLUSION: The detection of gene rearrangements of IgH and TCR by PCR can be a kind of subsidiary means to diagnose the lymphoproliferative disease. Particularly, the

6、 clonality showed in the formalinfixed and paraffinembedded samples may be useful in the retrospective researches.【Keywords】 lymphoma; gene rearrangement; polymerase chain reaction; neoplasm【摘要】 目的： 建立基于克隆性分析技术的B和T淋巴细胞产生的抗原受体分子基因重排检测技术，探讨B淋巴细胞免疫球蛋白及T淋巴细胞受体基因重排在恶性淋巴瘤临床诊断中的应用. 方法： 从组织蜡块中切取组织片510张，提取基因

7、组DNA，PCR扩增，聚丙烯酰胺凝胶电泳后银染显示基因重排结果. 结果：20例良性淋巴组织反应性增生病例中, 淋巴细胞IgH及TCR基因重排均为阴性；18例T细胞非何杰金氏淋巴瘤中TCR基因重排12例, TCR基因重排3例，未见有IgH基因重排；32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例IgH基因重排阳性,有2例TCR和IgH基因重排均阳性；3例未确诊的疑难病例均为IgH基因重排；IgH及TCR基因重排检出率在淋巴瘤组与良性组之间，差异有显著意义(P<0.05). 结论： 应用PCR法检测B淋巴细胞IgH和T淋巴细胞TCR基因重排可作为淋巴细胞来源的良、恶性病变的一种辅助诊断手段，且适

8、用于石蜡标本以进行回顾性研究.【关键词】 淋巴瘤；基因重排；聚合酶链反应；肿瘤0引言恶性淋巴瘤(malignant lymphoma)是免疫系统的原发性恶性肿瘤, 主要发生于淋巴器官和淋巴组织. 根据肿瘤的组织结构及细胞学特征可分为何杰金氏病（Hodgkins disease, HD）及非何杰金恶性淋巴瘤（nonHodgkins malignant lymphoma, NHL），淋巴瘤的诊断一直是病理诊断中的难点，部分淋巴组织增生性病变单纯通过HE和免疫组化很难明确性质，另外NHL由于种类繁多，分类复杂，给临床病理工作者带来了一定的困难.淋巴细胞从原始的胚系构型到分化成熟, 其抗原受体(Ig和

9、TCR)基因通过基因重排而形成有功能的基因. 一个T，B细胞或其克隆性后代，均只含一种独特的分子遗传学标记. 一旦某一克隆的淋巴细胞发生恶性变化, 即可呈现特异的基因重排1.  因此, 对基因重排类型进行检测可用于对淋巴细胞增殖性疾病的诊断. 此研究拟应用这一手段，探讨淋巴组织增生性病变的性质，并对该技术在恶性淋巴瘤中的诊断价值进行探讨.1材料和方法1.1材料53例恶性淋巴瘤标本均来自第四军医大学唐都医院病理科（19952005）. 其中男性29例（55%），女性24例（45%）；年龄1276岁，平均年龄44.2岁. 所有标本均为福尔马林固定、石蜡包埋组织. 其中B细胞非何杰金淋巴瘤

10、32例，T细胞非何杰金淋巴瘤18例，未能定性的淋巴组织增生性病变3例. 20例良性淋巴组织反应性增生病例作为阴性对照. 所有淋巴瘤病例均在取PCR模板前经临床病理HE和免疫组化标记（B细胞: CD20,CD79; T细胞: CD3,CD45RO）证实，以确定为相应病例且所取部位确为病变部位，包含有需检测的部分. 3例未能定性的淋巴组织增生性病变怀疑为BNHL(免疫组化标记CD79阳性), 但诊断仍未明确.1.2方法1.2.1石蜡包埋组织DNA的提取每例标本制备厚度为4 m的切片6张，贴于载玻片上，常规烤片、二甲苯脱蜡、乙醇冲洗，切片自然干燥. 用无菌双面刀片将组织刮入1.5 mL的离心管中，按

11、以前的方法2-3提取基因组DNA.1.2.2引物合成引物序列由上海生工生物工程技术公司合成. 引物序列为: 球蛋白基因内对照PC03：ACACAACTGTGTTCACTAGC，      PC04：CAACTTCATCCACGTTCACC；免疫球蛋白基因重排(IgH) FR3A：ACACGGCTGTGTATTACTGT，      LJH： TGAGGAGACGGTGACC，VLJH：GTGACCAGGGTACCTTGGCCCCAG；T细胞受体基因重排(TCR 链和链)Db1: CAAAGCTG

12、TAACATTGTGGGGAC，  Jb2:AGCACTGTGAGCCTGGTGCC，TVG: AGGGTTGTGTTGGAATCAGG，       TJX: CGTCGACAACAAGTGTTGTTCCAC， V11: TCTGGAGTCTATTACTGTGC，        V101: CTCACACTCTCACTTC，J12:CAAGTGTTGTTCCACTGCC，       

13、   Jp12: GTTACTATGAGCTAGTCC.1.2.3PCR扩增及循环条件PCR扩增在PT200型热循环仪（MJ Research）上进行. 反应体系为25 L，含10 mmol/L dNTP（Gibco BRL） 2 L，10×缓冲液2.5 L，50 mmol/L MgCl2 0.75 L，Taq DNA聚合酶（Gibco BRL） 1 U，20 pmol/L引物1 L，DNA样品15 L. IgH基因采用半巢氏PCR扩增: 第一轮引物为FR3A和LJH, 95预变性3 min, 然后94变性40 s, 62退火50 s, 72延伸40 s, 共30

14、个循环; 最后72延伸10 min. 扩增产物经1100稀释后取1 L进行第二轮扩增, 引物为FR3A和VLJH, 95预变性3 min, 然后94变性40 s, 60退火50 s, 72延伸40 s, 共30个循环; 最后72延伸10 min. FR 3A与VLJH扩增产物为100120 bp.TCR和TCR采用40个循环, 其中TCR引物为V11，V101和J12或V11，V101和Jp12的混合物. 95预变性3 min, 然后94变性40 s, 56退火50 s, 72延伸40 s；最后72延伸10 min. TCR扩增产物为6585 bp. TCR各组扩增产物在70200 bp不等.

15、球蛋白基因引物作为内对照进行扩赠, 共40个循环. 95预变性3 min，然后94变性40 s, 60退火50 s, 72延伸40 s；最后72延伸10 min. 产物长度为110 bp.1.2.4电泳及结果观察琼脂糖凝胶（20 g/L）电泳评价扩增效果后，将3 L产物和等体积的上样缓冲液4（990 mL/L甲酰胺，1 g/L溴酚蓝，1 g/L二甲苯青）混匀后加到厚度为0.8 mm的聚丙烯酰胺凝胶（100 g/L，含尿素8 mol/L），应用miniVE系统（AmershamPharmacia Biotech）泳动8 h（80 V）. 取出后按以前的方法2银染，分别用UVP凝胶分析系统（UVP

16、, Cambridge，UK）和光学照相记录数据，根据IgH及TCR相应阳性位置判断结果.1.2.5结果判定阳性结果判定标准：PCR扩增电泳条带清晰，宽度不大于1 mm，边缘锐利；片段大小与预计范围相符,与期望值相差不超过5 bp；若出现期望值大小之外的其他条带或期望值内出现两条或以上可接受的条带，应判定为重排阴性.统计学处理： 采用SPSS 10.0统计分析软件对组间率的差别进行2检验, 以P<0.05为有统计学意义.百事通 2结果2.1组织学观察和免疫组织化学结果32例B细胞非何杰金淋巴瘤免疫组化证实CD20和(或)CD79阳性, CD3和CD45RO阴性（图1）; 18例T细胞非何

17、杰金淋巴瘤免疫组化证实CD3和(或)CD45RO阳性, CD20和CD79阴性（图2）, 支持原来的诊断和分型. 3例未能定性的淋巴组织增生性病变免疫组化标记CD79阳性, CD3和CD45RO阴性, 怀疑为BNHL.  20例良性淋巴组织反应性增生病例CD20，CD79，CD3，CD45RO均有不同程度的阳性表达.A: CD79； B: CD20.图1BNHL组织中CD79和CD20阳性表达（略）A: CD45RO； B: CD3.图2TNHL组织中CD45RO和CD3阳性表达（略）2.2基因重排检测结果2.2.1石蜡组织标本DNA检测PC03，PC04引物对良性增生的淋巴组织以及

18、淋巴瘤组织DNA进行扩增,均见110 bp大小的球蛋白特异条带（图3）.右侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1：实验组TNHL. 黄色箭头为110 bp涌动位置;2：实验组BNHL；3：阳性对照TNHL（已知TCR重排阳性）；4：阳性对照BNHL（已知IgH重排阳性）；5：反应性增生淋巴组织作为阴性对照.图3PC03/PC04引物PCR扩增结果电泳图（略）2.2.2良性淋巴组织反应性增生病例结果20例良性淋巴组织反应性增生病变组织B细胞和T细胞抗原受体重排均为阴性（图4）.2.2.3阳性对照T，B淋巴瘤检测结果B细胞淋巴瘤阳性对照标本组织B细胞Ig重排阳性（图5）. T细胞淋巴瘤阳性

19、对照标本组织T细胞TCR1重排阳性（图6）.右侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1：IgH FR3A/LJH, FR3A/VLJH引物扩增产物；2：TCRDb1/Jb2引物扩增产物；3：TCR1 TVG/TJX引物扩增产物；4：TCR2 V11/V101/J12引物扩增产物； 5：TCR3 V11/V101/Jp12引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置.图4良性淋巴组织反应性增生病例PCR扩增结果电泳图（略）左侧泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1：内对照PC03/PC04引物扩增产物；2：IgH FR3A/LJH，FR3A/VLJH引物扩增产物；3：TCRDb1/

20、Jb2引物扩增产物； 4：TCR1 TVG/TJX引物扩增产物；  5：TCR2 V11/V101/J12引物扩增产物；6：TCR3 V11/V101/Jp12引物扩增产物；7：阴性对照FR3A/LJH，FR3A/VLJH引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置.图5阳性对照BNHL PCR扩增结果电泳图（略）2.2.4淋巴瘤组织检测结果18例T细胞淋巴瘤中TCR基因重排为12例, TCR基因重排为3例, TCR基因重排阳性率83.3%, 与良性组（TCR基因重排均阴性）相比,差异有显著意义(2=15.10, P<0.05)；32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例I

21、gH基因重排阳性, 其中2例TCR基因重排也阳性，基因重排阳性率87.5%, 与良性组（IgH基因重排均阴性）相比, 差异有显著意义(2=25.30, P<0.05).中间泳道为100 bp DNA标志物的位置. 1：TCRDb1/Jb2引物扩增产物； 2：TCR3 V11/V101/Jp12引物扩增产物；3：TCR2 V11/V101/J12引物扩增产物；4：TCR1 TVG/TJX与内对照PC03/PC04引物扩增产物；5：阴性对照TCR1 TVG/TJX与内对照PC03/PC04引物扩增产物；6：阴性对照TCR2 V11/V101/J12引物扩增产物； 7：阴性对照TCR3 V11

22、/V101/Jp12引物扩增产物；8：IgH FR3A/LJH，FR3A/VLJH引物扩增产物. 黄色箭头为110 bp涌动位置，红色箭头为190 bp涌动位置，红色箭头为80 bp涌动位置.图6阳性对照TNHL PCR扩增结果电泳图（略）2.2.5未确诊病例检测结果3例未确诊的疑难病例均为IgH基因重排，经FR3A/LJH，FR3A/VLJH引物采用半巢氏PCR扩增后出现95 bp大小IgH阳性条带.3讨论恶性淋巴瘤(malignant lymphoma)是免疫系统的原发性恶性肿瘤, 主要发生于淋巴器官和淋巴组织. 淋巴瘤的诊断一直是病理诊断中的难点，部分淋巴组织增生性病变单纯通过HE染色和

23、免疫组化方法很难明确性质，另外NHL种类繁多，分类复杂，给临床病理工作者带来了一定的困难5.干细胞在向淋巴细胞分化过程中, Ig重链基因(IgH)和T细胞受体(TCR)基因的可变区(V)和结合区(J)基因会发生重排6. 基因重排过程是一个正常的过程，正常淋巴细胞在发育中是多克隆性质，但淋巴造血系统肿瘤所具有的是单克隆性重排，也就是全部肿瘤细胞具有一个相同的免疫球蛋白或TCR 基因重排，即表现为重排基因为单一模式, 这对研究淋巴细胞恶变的机制和解决临床的诊断问题都十分重要6. 检测单克隆性免疫球蛋白和T细胞受体基因有助于鉴别淋巴系统的肿瘤性和反应性增生，并确定细胞的来源.本研究中18例T细胞淋巴

24、瘤中TCR基因重排为12例, TCR基因重排为3例, TCR基因重排阳性率83.3%, 与Diss等7报道的T 细胞淋巴瘤78.2%的检出率相近. 而良性淋巴组织未见克隆性条带, TCR基因重排检出率在TNHL及良性淋巴结反应性增生之间相比，差异有显著意义(P<0.05). 说明TCR基因引物对T细胞性NHL的克隆性确定有重要价值. 32例B细胞性非何杰金氏淋巴瘤标本中有28例IgH基因重排阳性, 基因重排阳性率87.5%, 与Kros等8报道的B细胞淋巴瘤77%的检出率以及国内王萍等9报道的B细胞淋巴瘤72 %的检出率相近. 而TNHL及反应性增生均未见IgH克隆性基因重排， IgH基

25、因重排检出率在BNHL及良性淋巴结反应性增生之间相比，差异有显著意义(P<0.05). 说明IgH基因引物对B细胞性NHL的克隆性和细胞源性确定有重要价值，可用于淋巴瘤的诊断和分型.B淋巴细胞产生的抗原受体分子Ig和T淋巴细胞产生的抗原受体分子TCR，其编码基因在细胞的分化过程中均发生重排. 一个T，B细胞或其克隆性后代，均只含一种独特的分子遗传学标记. 大量的实验已证实，淋巴细胞肿瘤源于单克隆性增生. 我们利用特定的引物对其基因进行扩增，当将扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳时，多克隆淋巴细胞将产生一片弥漫带（见于反应性增生），而单克隆性增殖的淋巴组织则出现一明显条带（见于恶性淋巴瘤）.因

26、此对于淋巴瘤的诊断, 首先应依靠形态学检查, 并辅以免疫组化结果, 对于仍不能明确诊断一小部分病例得, 可行基因重排检测，在本研究中有3例较难诊断病例，由于病理HE切片、免疫组化均不能做出明确诊断，通过运用PCR技术对其进行基因重排检测, 有IgH的特异性重排条带, 提示基因重排的检测对于识别此类交界性及淋巴瘤的早期发现可能具有重要价值.【参考文献】1 Garcia MJ, Delgado BM, Granizo JJ, et al. IgH, TCR and TCR gene rearrangement in 80 B and Tcell NonHodgkins lymphomas: Study of the association between proliferation and the socalled “A berrant” patternsJ. Diag Mol Pathol, 2001, 10(2): 69-77.2 王淑芳，苏勤，朱少君，等多发性子宫平滑肌瘤的克隆性J中华病理学杂志，2