《npj Precision Oncology》：Deciphering IGH rearrangement complexity and detection strategies in acute lymphoblastic leukaemia
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这篇综述聚焦急性淋巴细胞白血病（ALL），详细阐述了免疫球蛋白重链基因（IGH）融合的机制、在 ALL 发病中的关键作用，以及当前的检测技术。研究指出 IGH 融合具有独特的形成机制，对疾病的进展、治疗和预后意义重大，为精准治疗提供了方向。
急性淋巴细胞白血病概述
急性淋巴细胞白血病（Acute Lymphoblastic Leukaemia，ALL）是一种血液系统恶性肿瘤，其特征为骨髓内未成熟淋巴细胞不受控制地增殖。ALL 具有高度异质性，根据已知的驱动癌基因和分子病变可分为多种亚型。
ALL 的发病机制涉及一系列基因组改变，包括整个染色体的缺失或重复、拷贝数变异（Copy Number Variations，CNVs）、单核苷酸变异（Single Nucleotide Variations，SNVs）、基因融合以及插入和缺失（Insertions and Deletions，INDELs）等。这些基因改变与淋巴细胞分化、细胞存活和增殖、细胞周期调控、转录调控等过程相关，特定的改变可提示预后不良和高复发风险，因此了解其分子景观对制定个性化治疗策略至关重要。
目前，ALL 的个性化风险适应性治疗基于临床表现（如年龄、白细胞计数）、通过核型 / 荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization，FISH）鉴定的主要遗传亚型（如 ETV6::RUNX1、高 / 低二倍体、BCR::ABL1）以及微小残留病（Minimal Residual Disease，MRD）水平。例如，酪氨酸激酶抑制剂（Tyrosine Kinase Inhibitors，TKIs）用于治疗费城染色体阳性（Ph + ）ALL，就是利用了 BCR::ABL1 融合导致的组成型活性酪氨酸激酶。然而，部分基因改变难以通过传统分子技术检测，高通量分子技术虽有所帮助，但因其稀有性和多样性仍面临挑战。
免疫球蛋白重链基因（IGH）环境
免疫球蛋白（Immunoglobulin，IG）基因座位于染色体 14q 的亚端粒区域，在产生多样化抗体方面发挥关键作用。抗体由浆细胞产生，具有相似的整体结构，C 末端为恒定区，N 末端为可变区。
IG 基因座分为轻链 κ、λ 和重链基因座。免疫球蛋白重链（IGH）基因座包含可变（Variable，V）、多样性（Diversity，D）和连接（Joining，J）基因片段，以及恒定（Constant，C）区。在 B 细胞发育过程中，V、D、J 基因片段发生体细胞重组，形成功能性 V (D) J 单位，与 C 区一起表达。在此过程中，末端脱氧核苷酸转移酶（Terminal Deoxynucleotidyl Transferase，TdT）随机添加 N - 核苷酸，增加了接头多样性，使人类免疫系统能产生大量独特抗体。
此外，IGH 可变区（IGHV）具有高度重复性，这使得检测 IGH 重排面临挑战。例如，Matsuda 等人发现 13 个重复的 IGHV 基因片段，其中约 10Kb 的片段在 IGH 组装序列中出现 11 次，这种高度变异性和重复性增加了检测的难度。
IGH 基因融合
IGH 基因融合与传统基因融合机制不同。传统基因融合通常由染色体重排或易位导致，使两个不同基因并列，产生驱动肿瘤发生的融合蛋白，如 BCR::ABL1 融合。
而 IGH 融合源于 V (D) J 重组过程的异常，正常情况下 V (D) J 重组是产生适应性免疫反应多样性的关键，但有时会出现异常，使不同染色体位点的遗传物质插入到 IGH 增强子附近，这种 “增强子劫持” 机制导致伙伴基因过表达，进而促进细胞不受控制地生长和存活，成为致癌驱动因素。
IGH 融合的一个特征是融合接头处存在非模板核苷酸，这是 TdT 在 V (D) J 重组过程中添加的，增加了检测和表征的难度。在其他基因融合事件中，非模板核苷酸通常位于内含子区域，转录时会被剪接去除，但 IGH 融合中这些核苷酸可能保留。
IGH 融合在多种淋巴瘤和浆细胞肿瘤中常见，在 ALL 中情况更为复杂。ALL 中 IGH 融合涉及多种伙伴基因，常与其他基因组改变同时发生，共同促进白血病发生。例如，IGH::CEBPE 融合常与肿瘤抑制基因 CDKN2A 和 CDKN2B 的缺失同时出现；IGH::CRLF2 与 ALL 的高危 Ph 样亚型相关，其过表达导致下游 JAK/STAT 信号通路持续激活，促进白血病发生，且与 IKZF1 缺失或 JAK2 突变同时出现时预后更差；IGH::DUX4 常见于 DUX4r ALL，一般预后良好，但与 IKZF1 缺失同时出现时会导致化疗耐药和复发。
IGH 融合检测方法
检测 IGH 重排及其伙伴基因面临诸多挑战。逆转录聚合酶链反应（Reverse - Transcription - Polymerase Chain Reaction，RT - PCR）是一种常用且成本效益高的方法，可检测已知伙伴基因的重排，具有敏感性高、结果快速等优点，还可通过 qRT - PCR 进行定量分析监测疾病进展。然而，它只能检测已知伙伴的融合事件，无法识别新的或意外的融合，易出现假阴性和假阳性，且无法提供重排的详细结构信息。
荧光原位杂交（FISH）可直接观察染色体重排，能识别已知和未知的融合伙伴，但设计探针需要先了解潜在的基因伙伴。对于 IGH 易位，使用 IGH “断裂” 探针组在间期 FISH 实验中可简化检测，出现易位时会产生 “分裂” 信号。但 FISH 仅能提供结构信息，无法精确确定断点，分辨率有限，且操作繁琐、耗时，依赖专业技术，无法提供转录水平信息。
RNA 测序（RNA - seq）可全面分析转录组，能识别新的融合转录本和未知融合伙伴，检测可变剪接事件，提供基因表达水平信息，有助于 ALL 的亚型分类。但 RNA - seq 对 RNA 质量要求高，实验设计和生物信息学分析需谨慎，且作为批量测序方法，难以区分正常和致病细胞的融合事件和基因表达谱，细胞分选可改善但仍受样本质量影响。
全基因组测序（Whole Genome Sequencing，WGS）能全面检测 IGH 基因融合，不依赖转录活性，可捕获 RNA - seq 可能遗漏的隐性易位和非规范断点，还能识别同时发生的基因组改变。不过，WGS 资源消耗大，成本高、周转时间长、计算需求大，数据解读复杂，需要强大的生物信息学流程。
使用 WGS 或 RNA - seq 检测 IGH 基因融合时，非模板核苷酸的插入会影响融合检测，导致嵌合读数比对不佳，降低检测的敏感性和特异性。开发专门的比对策略和融合检测算法对提高检测准确性至关重要。
技术和分析发展
长读长测序逐渐成为检测 ALL 患者 IGH 融合的有力工具。与传统短读长方法相比，它能生成跨越复杂基因组区域和结构变异的连续读数，更精确地识别 IGH 融合及其断点，减少基因组重复或 GC 丰富区域的歧义，提高诊断准确性。但目前长读长测序成本高、处理时间长、错误率高，计算需求大，生物信息学流程仍在发展中。
从批量 RNA - seq 到单细胞 RNA - seq（Single - Cell RNA - seq，scRNA - seq）是检测基因融合事件的重要进展。批量 RNA - seq 提供细胞群体的平均基因表达信息，可能掩盖罕见但临床重要的融合事件。scRNA - seq 在单细胞水平分析基因表达，可揭示白血病细胞群体的复杂性，识别携带特定基因融合的亚群，即使融合事件存在于少数细胞中也能检测到，有助于了解 ALL 的克隆结构和确定治疗靶点。此外，scRNA - seq 还能洞察肿瘤微环境中的转录异质性，多组学方法可进一步阐明融合事件的调控机制。然而，scRNA - seq 测序深度低、噪声大，检测低丰度融合转录本困难，成本高、实验复杂，数据分析和解读挑战大。
结论
IGH 基因融合是 ALL 中一类复杂的基因组改变，对疾病的发生、发展、预后和治疗具有重要意义。其独特的形成机制以及伙伴基因的多样性给检测带来了持续挑战。传统检测方法在检测常见 IGH 融合方面有一定作用，但在面对罕见或隐性重排时存在局限性。WGS 和 RNA - seq 虽拓宽了检测范围，但仍受技术限制。
长读长测序和 scRNA - seq 为检测 IGH 基因融合提供了新途径。长读长测序可全面表征结构变异，scRNA - seq 能捕获批量方法可能遗漏的罕见融合事件。随着技术的不断改进，结合先进的生物信息学工具，提高测序深度和准确性，有望实现更精准的诊断。
未来，进一步优化测序方法，采用多组学方法，将有助于更全面地理解 IGH 介导的白血病发生的调控机制，实现更精确的风险分层和个性化治疗，最终改善 ALL 患者的预后。
