第二章　儿童白血病的病因学

根据目前的认识，白血病的确切病因尚不明。本病尚不属于遗传性疾病，但在家族史中可有多发恶性肿瘤的情况。在大部分病例，遗传异常导致急性白血病主要是获得性的，而不是内在的。只有5%的白血病患者与内在遗传综合征有关。发病年龄以3～10岁为多见，美国儿童ALL发病年龄高峰为2～5岁，中国儿童ALL发病年龄高峰为3～9岁。男孩略多于女孩。本病病因未明，但与地域环境因素、电离辐射、化学接触、酗酒与吸烟以及与机体对某些病毒感染所致的特殊反应有关。此外，近年来通过微卫星不稳定、基因突变频率和一些易患生物标记研究发现，它可能是遗传学和环境因素共同作用的结果。儿童白血病致病的有关危险因素见表1-2-1。

对白血病病因的研究主要包括两个方面，与任何事物发生的缘由一样，即内因和外因，内因是发病的基础，外因是出发的条件。内因包括遗传因素、宿主内在的体质因素、免疫状态、营养状况等;外因涵盖外界环境的，如物理因素、化学因素、生物因素(感染)等。越来越明显的是上述各个方面的因素都是相互关联的，通常是各个因素互相作用，白血病是由多种因素引起的。每个病人的细胞类型各不相同。最近的研究表明，部分儿童白血病起源于胎儿时期，白血病相关基因的重排，或儿童白血病细胞免疫球蛋白重链基因存在于婴儿出血斑中。然而，白血病相关基因重排，比如TEL-AML1，对出血斑检出率要高于儿童白血病发病率。这表明了单纯的基因重排并不一定引起白血病，白血病的发生一定还有其他因素共同作用。

一、遗传因素

斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center)等处的研究者通过研究，首次揭示了和儿童白血病发病相关的一个风险基因突变。研究者Kenneth Offit表示，我们在未知领域中不断进行研究，如今这项研究发现给了我们一个新的窗口来理解引发儿童白血病的遗传因素，检测这种风险基因的突变就为我们在下一代中开发抑制白血病的疗法提供了很多希望和帮助。这种基因的突变最早是在凯特琳家族中发现的，该家族有很多不同代的成员都患有儿童急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia，ALL)，后来在不同医院就诊的易于患白血病家族的个体中都发现了与前者家族一样的基因突变，研究者进行了一系列实验证实了这种突变会失去正常基因的功能，从而增加发展为ALL的风险。遗传性的基因突变一般位于基因PAX5上，该基因在一些B细胞癌症包括ALL的发病上扮演着重要的角色;而PAX5是一个调节许多基因活性的转录因子，其对于维持B细胞的功能至关重要;在研究者所研究的所有对象中，基因PAX5的拷贝都发生了缺失而引发了基因突变。研究者Offit希望将来的研究将可以确定ALL儿童中发生PAX5突变的概率，揭示PAX5基因的突变或可以帮助科学家开发靶向疗法来治疗其他非遗传形式的白血病(即PAX5基因突变也存在)。随后他表示，随着我们对引发癌症易感性或者诱发癌症产生的遗传元件的理解，我们将可以更精确地开发出靶向疗法来在第一时间有效地抑制癌症发生。

(一)家族遗传倾向

1876年，Hartenstein首次提出白血病发病的遗传因素，他观察到牛和母牛的淋巴细胞白血病，并认为它们之间是有遗传关联的。1931年，具有白血病/淋巴瘤高发病率的鼠的种族被发现，1935年发现近亲繁殖的种族淋巴细胞白血病发病率高达90%。外部的非遗传因素可能可以解释这种近亲繁殖有10%未发展成白血病。鼠类白血病的遗传基础所显示的证据可能可以推测到人类白血病家族遗传情况的研究。丹麦的Videbaek在1937年做了一项较大的研究报道了三户具有多发白血病病例的家族，并比较了白血病家族和健康家族，发现最大的不同是遗传因素。1957年，波士顿一项机构的研究却并不支持Videbaek的发现，但研究者认识到具有白血病多发病例的三个家族，有两个是与亲代同血亲的，提示在这些家族中可能存在隐性基因。尽管在1928年曾描述白血病在同胞中发生，但直到1964年MacMahon和Levy才揭示了白血病在同性别和单合子的同胞中具有很高的一致性。最近Ford等人的研究使用遗传标记显示了同胞之间的一致性可能与子宫内胎儿和胎儿之间的转移有关。上海交通大学医学院洪登礼教授在2008年的Science杂志上报道了在LSC方面的重要研究进展，并在国际上首先提出了前白血病干细胞(pre-leukemia stem cell，Pre-LSC)的概念，通过对同卵双胞胎进行分析被认为是研究白血病发生机制的最直接途径，白血病的二次打击学说认为遗传上的缺陷是造成白血病发生的第一次打击，对于同卵双生子而言，两者均具有相同的遗传背景，如果其中一个双胞胎已经发病，则通过共用胎盘可能会将前白血病克隆传递给另一个体，因而两者均经历了第一次打击，其发病与否是与第二次打击有关，这里的第二次打击是由于生后环境因素等诱发的新的遗传学方面的异常。他们选择一对4岁的同卵双胞胎女孩作为研究对象，其中一个在2岁时被诊断为TEL-AML1阳性的ALL，另一个仅携带有这种前白血病克隆而无明显的临床表现。研究发现:①双胞胎健康儿童和患儿的外周血中均存这样一群细胞CD34+/CD38－/CD19+;②根据CD10表达与否可以分为 CD10+和 CD10－两种，其中 CD10+/CD34+/CD38－/CD19+只存在于双胎中的患儿(LSC)，而CD10－/CD34+/CD38－/CD19+在双胞胎中均可以见到(Pre-LSC);③LSC中TEL等位基因发生了缺失，而Pre-LSC中仍然存在野生型TEL等位基因。

除了家族发病率的增加和同胞之间发病的一致性，儿童白血病在染色体组成上的异常也在有家族背景的人群中增高进一步支持了遗传假说。1930年报道了唐氏综合征和急性淋巴细胞白血病的关系，后来1957年Krivit和Good揭示了具有这种21-三体染色体的儿童其白血病的发病率很高。在过去的40年中，发现儿童白血病和许多基因组成异常相关，包括原发性免疫缺陷病、染色体变异和遗传性肿瘤综合征。

1960年，Nowell和 Hungerford观察到 pH染色体与慢性髓细胞白血病的关系。1973年，Rowley发现了9;22号染色体易位。1982年发现人类同系的鼠类白血病9号染色体长臂上C-abl原癌基因易位至22号染色体长臂的断裂点集中区bcr形成BCR-ABL融合基因。同年，人类同系的鸟类白血病致癌基因(MYC)被证实8号染色体的易位能导致儿童B细胞淋巴瘤或白血病的发生。到20世纪80年代中期，有越来越一致的观点认为白血病是造血干细胞遗传的缺陷。更重要的是这种易位成为白血病基因/染色体重排的发病机制的研究模型。BCR-ABL融合基因编码的蛋白能增强酪氨酸激酶的活性，导致粒细胞异常转化和增殖。

尽管大部分儿童白血病的发生机制尚未完全阐明，但一些原癌基因的突变的确与很多儿童恶性肿瘤相关，具体见表1-2-2。但遗传机制的建立，动物白血病原癌基因和致癌基因对人类白血病的作用，见表1-2-2。

多种体细胞染色体异常与儿童恶性肿瘤有关，如表1-2-2所示。其中Down综合征占所有相关病例的绝大多数，Down综合征由于多出一条染色体21，而有可能诱发白血病。2%～3%的白血病患者有Down综合征。大多数研究发现与正常人群比较，Down综合征患者的白血病发生危险明显增加，其相对危险度约为20，并且年龄越小，危险性越大，0～4岁相对危险度为50，5～29岁相对危险度下降至10。另外，尽管病例数较少无法估计危险度大小，但许多证据表明Down综合征增加生殖细胞肿瘤发生危险。其他染色体异常如18-三体综合征、Turner综合征和Klinefelter综合征也发现增加了相关其他恶性肿瘤发生的危险，但仍需更多研究支持(表1-2-3)。与遗传因素关系密切的儿童肿瘤见表1-2-4，与儿童血液肿瘤发生密切相关的基因异常见表1-2-5。

(二)免疫监管功能异常

不少先天性免疫缺陷综合征也有明显的儿童恶性肿瘤发病增高倾向，主要是淋巴瘤和白血病。但先天性免疫缺陷综合征较为罕见，只有0.1%的儿童恶性肿瘤与其有关。这些先天性免疫缺陷病包括Wiskott-Aldrich综合征、共济失调-毛细血管扩张症、重症联合免疫缺陷病、普通变异型免疫缺陷病、Duncan病等。其中共济失调-毛细血管扩张症最为明显，约10%患儿15岁前发生淋巴瘤或白血病。

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)或存在较不明显的DNA碱基或序列缺失、重复、染色体内易位等不易被当前常规检测方法所发现，这种变化或使患者免疫系统监视突变细胞的能力丧失而导致肿瘤的发生。

(三)父母年龄

研究报道父母亲任一方生育年龄越大，所生儿女发生ALL的危险越大，即使将Down综合征儿童排除在外，也得到同样结果。而母亲生育年龄较小与儿童白血病之间的关系则存在争议。表1-2-6为几个西方国家母亲年龄与儿童白血病分布之间的相互关系。

二、环境因素

(一)物理因素

尽管玛丽·居里接受的离子辐射有可能是导致她患白血病的病因，但直到1944年离子辐射对白血病的影响才被定量化。1952年，日本的研究发现暴露于原子弹轰炸地区儿童的急性白血病、淋巴瘤和骨髓瘤的发病率明显升高。Simpson等人报道了接受胸腺放射的儿童胸腺淋巴瘤、急性白血病及甲状腺癌的发病率升高。之后大量的研究发现出生以前或儿童时期暴露于放射诊断或放射治疗的儿童即使接受低剂量的放射线也能成为导致白血病发生的一个因素。最近的证据显示低剂量的射线可以导致造血干细胞逆转基因的不稳定，结果可造成不同的染色体异常，最终导致细胞分化的异常。

20世纪60～70年代人们做了许多努力来减少胎儿、新生儿和儿童时期暴露于离子辐射的机会，对于新生儿胸腺、皮藓、痤疮、良性肿瘤，甚至恶性疾病都减少了用放疗进行治疗。荧光方法被去除，医用放射设备的保护性进一步升级，放射诊断方法尤其是放射性核素方法减少或被超声诊断方法所替代。然而，由于原子核武器的持续存在，放射线仍然是白血病潜在的一个发病危险因素。

1.电离辐射和X线照射

电离辐射的致癌作用已被确定。早期应用放射治疗的儿童，也增加儿童患癌的危险。美国NCI最近有关儿童肿瘤研究也发现事故或放射治疗的高剂量电离辐射增加某些儿童恶性肿瘤的发生危险。孕期进行X线诊断性检查及父亲接受照射的儿童其肿瘤发生的危险性增加。目前孕期X线检查已绝大多数被超声检查取代，至今没有证据表明孕期超声检查与儿童恶性肿瘤有关。上海市肿瘤研究所曾进行的流行病学研究发现，孕期接受X线检查的母亲所生的子女患白血病的危险度会增高，而怀孕期超声检查与儿童恶性肿瘤发生无关，与其他人群中研究结果相一致。

环境中电离辐射也可能引起儿童恶性肿瘤，特别是白血病，但多项研究并没有发现核电站区域儿童白血病发病率升高。

2.非电离辐射

主要包括极低频电磁场和紫外线照射。自1979年Wertheimer等首次报道居住在高压电线周围的儿童白血病的发生率明显增加以来，人们对极低频电磁场(extremely low frequency electromagnetic fields，ELF-EMF)与儿童肿瘤的关系进行了大量的研究，但结果并不统一，甚至相反。多个病例对照研究资料综合分析结果显示频率为50～60Hz的电磁场暴露并没有增加儿童白血病的发生危险。

(二)化学因素

1928年，Delore和Borgomano报道了一例与苯中毒相关的急性白血病病例。之后大量的报道证实了苯能够导致骨髓发育不良及急性髓细胞白血病。最近我国发现了接触剂量与发生反应的量效关系。苯主要存在于吸烟的成人，而对儿童而言，电动车尾气、被动吸烟都是导致急性白血病潜在的危险。Smith发现苯的代谢产物酚能转化成醌，导致造血干细胞DNA双链的破坏，拓扑异构酶Ⅱ的抑制，有丝分裂纺锤体的破坏。

近年来，叶酸缺乏被认为与儿童急性白血病的发生有关。澳大利亚一项未经证实的病例控制研究认为保护性地对母体补充叶酸能降低儿童B-前体ALL发病的风险。无论在儿童还是成人，5，10-甲基还原酶基因多态性及酶活性的缺失可以减少一些类型ALL的发生。通过甲基转移的叶酸循环对嘌呤合成很重要，能抑制基因过早表达，并能使尿嘧啶转化成胸腺嘧啶。营养性叶酸缺乏损伤了甲基转运过程，有可能会导致急性白血病的发生。

从20世纪50年代开始对肿瘤进行化学治疗，到20世纪60～70年代广泛应用化疗进行抗肿瘤治疗，无论是对儿童还是成人，二次肿瘤如二次白血病的发生率都增高了。烷化剂药物的使用抑制拓扑异构酶Ⅱ，特别是依托泊苷和替尼泊苷被发现能通过MLL基因异常融合导致儿童急性白血病发生。这项观察与Smith对苯导致白血病发生的研究一致。最近的一项研究表明具有MLL融合基因的急性白血病患儿对抗苯醌中毒的酶功能降低。另外的研究揭示了白血病基因类型与母体暴露于烷化剂类药物的关系，数据显示无论是母体暴露于烷化剂类药物还是胎儿期基因的多态性都会导致儿童期白血病的发生。上海的研究发现服用氯霉素、合霉素会增加儿童患各种白血病的危险，发病率比对照组高2.4倍，并存在剂量-反应关系，而服用10天以上者可增加到10倍左右，鉴于明确的副作用，目前此类药物已很少应用。抗癌药物如环磷酰胺、白消安、亚硝脲等烷化剂可导致继发性白血病。

(三)环境污染

环境因素在肿瘤发病中起重要作用，包括物理因素、化学因素、生物因素等方面。但肯定的危险因素仍屈指可数，许多研究结果不一致，原因是儿童肿瘤较为少见，所研究的病例数少，以及判定儿童暴露水平较困难，特别是怀孕期甚至怀孕前这两个重要时期。

有关环境污染与儿童白血病关系的研究结果表明，儿童出生后生活在新油漆过的居室内发生ALL的危险性比对照组高，且随油漆房屋数量增加而升高。父母亲职业性暴露可能与儿童肿瘤发生有关，但以往研究结果缺乏一致性。“英国儿童肿瘤研究项目”的最近几项研究没有发现父母亲职业暴露增加儿童肿瘤发生的危险。

父母吸烟对儿童肿瘤的发病率影响也已引起广泛注意。美国NCI几项相关研究没有发现怀孕前母亲吸烟和儿童肿瘤发生有关，但父亲吸烟能够明显增加儿童患肿瘤的危险性，尤其是急性白血病和淋巴瘤，而且随着父亲吸烟量的增加，儿童发生ALL、淋巴瘤和所有肿瘤的危险性增加。同时，研究表明香烟中的致癌剂可以穿过胎盘屏障到达婴儿的肝脏，并可能诱导原癌基因或抑癌基因发生突变，且可以在新出生儿的尿液中检出与血红蛋白结合的香烟代谢产物。

(四)生物(感染)因素

当“白血”被认识时，曾经有一些观察认为这是严重感染的结果，但随着细胞显微镜技术的发展，发现白血病的白细胞和感染引起的白细胞完全不同。然而当时的兴趣仍然在感染病因上继续。1908年，Ellerman和Bang通过无细胞提取液感染家禽白血病，提出了病毒的问题，这是一项里程碑式的发现，打开了白血病病因病毒学研究的大门。1915年，Gross通过从白血病小鼠的无细胞提取液感染新出生的小鼠第一次证实了一种哺乳动物白血病病毒。接着，又有一些致白血病的病毒如致成人T细胞白血病病毒被单独从猫、牛、长臂猿和人类身上分离出来。所有这些都被证实是反转录病毒。这些单股的RNA病毒能产生DNA聚合酶和整合酶，这可以反转录RNA病毒基因组成DNA并能整合成细胞基因组。通过病毒产物能使细胞转染新生物。另外，还有两组大的疱疹DNA病毒与白血病相关:鸟类的Marek病毒与EB病毒，导致B细胞淋巴瘤/白血病。尽管EBV阳性和EBV阴性的B细胞淋巴瘤或白血病在基因重排和白血病假设机制中具有可比性，但病毒是否一定是致病因素仍然还须作进一步研究。

尽管对儿童白血病病毒的研究尚无最终结果，但仍有一些感染因素被证实对白血病发病有影响。然而，1917年Ward回顾了1457例急性白血病患者，得出的结论反驳了感染因素。1942年，Cooke从33个美国儿科中心收集了急性白血病患儿的信息，显示了年龄2～5岁是白血病的一个发病高峰，与麻疹和白喉的发病高峰相平行。他得出的结论是急性感染是导致儿童白血病的一个发病因素。1937年，英国Kellett也提出了感染假说。他提出，感染，尤其是播散性感染可能是致病的一个重要因素。与此同时，其他世界各地也有一些研究支持了感染假说，并发现较低收入家庭急性白血病的发病年龄更小，发病率更高。可以推测，这种情况和感染相关疾病如小儿脊髓灰质炎(小儿麻痹症)等相符，其中，过早的暴露和母体的免疫情况导致了疾病较早发生。Kinlen和他的同事描述了居住在农村附近的儿童急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的发病率情况，他们发现较高的发病率与农村和郊区混合居住不适应相关，也许这可作为感染的证据。Greaves和他的助手更进一步完善了Kinlen的假说，他们的认识是建立在对儿童急性白血病生物学理论和国际流行病学数据的基础上。总之，儿童白血病感染作为致病因素目前仍然还是假说阶段。

因此，感染，特别是病毒，与某些儿童肿瘤发生有关。其中最典型的是与EB病毒有关的伯基特淋巴瘤(Burkitt lymphoma)、霍奇金病和鼻咽癌，与T细胞淋巴瘤/白血病有关的人T细胞白血病病毒1型(HTLV-1)，与乙肝病毒有关的肝癌，以及与HIV有关的卡波肉瘤，但这些肿瘤只占儿童肿瘤的一小部分。Burkitt淋巴瘤患儿的血清中可测到EB病毒抗体，其肿瘤细胞中也能找到该病毒的基因片段。除上述肿瘤外，有关病毒感染在儿童白血病病原学方面可能起的作用也引起了人们的关注。西方发达国家早期儿童ALL较不发达国家白血病的发病率高提示其可能与公共卫生状态有关的感染性物质有关。英国最近一项有关儿童肿瘤患者的大型研究发现富裕地区和偏远山区儿童恶性肿瘤发病率较高，富裕地区儿童发病率高提示生活在很干净环境中的儿童的免疫系统较弱;而偏远山区儿童发病率高则可能与可能致癌的病毒有关。

三、主要儿童恶性肿瘤的相关危险因素

尽管至今全世界已开展许多有关儿童肿瘤的病因学研究，但已知的危险因素仍然很有限，美国SEER列出了主要儿童恶性肿瘤明确的相关危险因素，如表1-2-7所示。其他许多怀疑的增加或降低儿童肿瘤发病的因素仍需进一步证实。

(顾龙君)

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