錢 麗 綜述,曾 云 審校
(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院血液科/云南省血液病研究中心,昆明 650032)作者簡(jiǎn)介:錢麗(1992-),在讀碩士,主要從事血液系統(tǒng)疾病的研究。 △ 通信作者,E-mail:zengyun_fyy@sina.com.cn。
慢性髓性白血病(chronic myelogenous leukemia,CML)是一種以髓系增生為主的造血干細(xì)胞惡性疾病,占成人白血病的15%,全球年發(fā)病率約為(1.6~2.0)/10萬[1];而在我國CML年發(fā)病率已由20世紀(jì)80年代的0.36/10萬發(fā)展至近年的(0.39~0.55)/10萬[2]。CML在臨床上分為慢性期、加速期和急變期,當(dāng)病程發(fā)展到加速期和急變期,病情往往難以控制。BCR-ABL融合基因的形成是該病的分子學(xué)基礎(chǔ),其表達(dá)的相應(yīng)融合蛋白BCR-ABL(特別是P210蛋白)具有超乎正常的酪氨酸激酶活性,可通過誘導(dǎo)多方位的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路異常,干擾造血干/祖細(xì)胞一系列細(xì)胞的增殖和凋亡。而隨著酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的臨床應(yīng)用,尤其是第一代TKI伊馬替尼的問世,使CML患者的緩解率和長(zhǎng)期生存率得到很大提高。相關(guān)數(shù)據(jù)表明,伊馬替尼作為一線治療藥物,使CML患者的10年生存率達(dá)85%~90%[3]。但臨床仍有部分患者出現(xiàn)對(duì)該藥原發(fā)或繼發(fā)的耐藥,治療效果不佳,特別是急變期患者。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),CML的發(fā)生、發(fā)展及耐藥的產(chǎn)生,往往伴隨著BCR-ABL下游信號(hào)傳導(dǎo)通路的異?!,F(xiàn)將近年來研究較熱的Janus激酶(Janus Kinase,JAK)/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)、Hedgehog、Notch等信號(hào)通路與CML關(guān)系的相關(guān)研究綜述如下。
JAK/STAT信號(hào)通路是眾多細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的共同途徑,可使特異性靶細(xì)胞上基因表達(dá)快速改變,廣泛參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及炎癥等過程; JAK家族是一類非受體型酪氨酸激酶,包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2,受BCR-ABL、細(xì)胞因子(如生長(zhǎng)因子)激活后發(fā)生磷酸化,作用于STAT蛋白[4]。目前針對(duì)JAK2的靶向治療早已成為研究熱點(diǎn)。LUNDBERG等[5]研究證實(shí),JAK2/STAT信號(hào)通路在髓系祖細(xì)胞及紅細(xì)胞生成過程中有促進(jìn)或調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡的作用。王蜀燕等[6]利用基因芯片雜交技術(shù),在人慢性髓系白血病細(xì)胞(K562細(xì)胞)中檢測(cè)到STAT5的固有激活,且STAT5固有結(jié)合于其特異性結(jié)合位點(diǎn);而將顯性失活的STAT5轉(zhuǎn)染于K562細(xì)胞,檢測(cè)到該位點(diǎn)的結(jié)合活性顯著受抑制,隨之K562細(xì)胞的增殖受限,提示JAK2/STAT5通路可影響K562細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,參與CML的發(fā)生。YE等[7]利用STAT基因缺陷小鼠模型,證實(shí)JAK2/STAT的缺失,使鼠的CML樣疾病出現(xiàn)誘導(dǎo)和維持障礙;在表達(dá)BCR-ABL的慢性髓系白血病干細(xì)胞(CML-LSC)和CML患者CD34+細(xì)胞中,使用伊馬替尼抑制BCR-ABL激酶活性,通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)STAT5通路受到抑制,從而細(xì)胞增殖也出現(xiàn)一定程度的抑制。證明對(duì)CML患者而言,JAK2/STAT5通路的活化參與了疾病的發(fā)生。
Hedgehog蛋白是一種分泌性的信號(hào)蛋白,主要由Sonic hedgehog(Shh)基因編碼產(chǎn)生,參與控制細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)不同類型細(xì)胞分化以及保持成體干細(xì)胞自穩(wěn)態(tài),其傳遞過程受靶細(xì)胞膜上兩種受體Patched(Ptc)和Smoothened(Smo)的控制[8]。該通路的異?;罨c包括CML在內(nèi)的血液腫瘤的發(fā)生相關(guān),并參與了正常造血干細(xì)胞(HSC)的損傷[9]。Smo作為一種跨膜蛋白,是Hedgehog信號(hào)向細(xì)胞膜內(nèi)傳遞所必需的受體[8]。SEKE ETET等[10]利用Smo缺陷小鼠,發(fā)現(xiàn)Smo的缺失對(duì)白血病干細(xì)胞(LSC)的分化并無顯著影響,但可抑制其再生,降低CML的發(fā)生率;而激活Smo則可增加LSC的數(shù)量并加速CML疾病的進(jìn)展。PIMENTAL等[11]用Smo抑制劑環(huán)靶明(cyclopamine)治療CML小鼠時(shí),發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)CML-LSC數(shù)量明顯減少,且生存期得到延長(zhǎng);用環(huán)靶明處理伊馬替尼耐藥的CML-LSC后,可檢測(cè)到CML-LSC克隆能力降低??梢?,抑制Hedgehog信號(hào)通路不僅可清除CML-LSC從而減少CML的發(fā)生、減緩CML病程的進(jìn)展,對(duì)克服伊馬替尼耐藥性也有一定的作用。
Notch信號(hào)通路是一個(gè)高度保守的信號(hào)通路,可調(diào)節(jié)正常造血干細(xì)胞(HSC)的分化、增殖和凋亡,維持HSC的特性[12]。有觀點(diǎn)認(rèn)為,有效活化的Notch信號(hào)與骨髓微環(huán)境一起參與調(diào)控HCS和LSC,可能抑制HSC自我更新,相反促進(jìn)LSC的自我更新和增殖,參與白血病的發(fā)病和疾病進(jìn)展[13-14]。STIER等[15]研究發(fā)現(xiàn),CML-LSCs中存在Notch1和Notch2表達(dá)上調(diào)和Notch信號(hào)通路的異?;罨IN等[16]在K562細(xì)胞中同樣檢測(cè)到了Notch信號(hào)通路的異?;罨?,且在CML病程中,活化的Notch信號(hào)可影響K562細(xì)胞分化,而激活Notch信號(hào)的同時(shí),其中間產(chǎn)物亦可共同作用于K562細(xì)胞,引起細(xì)胞凋亡,過度表達(dá)活化形式的Notch1和Notch2則可抑制K562細(xì)胞的增殖。付偉[17]通過對(duì)基因芯片分析和體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn),Notch信號(hào)相關(guān)基因表達(dá)與CML存在關(guān)聯(lián),在伊馬替尼耐藥CML細(xì)胞中表達(dá)較高,同時(shí)在CML不同病程階段表達(dá)水平也不同,加速期、急變期及復(fù)發(fā)患者中表達(dá)較高。進(jìn)一步證實(shí)Notch信號(hào)通路與CML的發(fā)生發(fā)展及伊馬替尼耐藥有關(guān)。由此可見,該通路與CML的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),與伊馬替尼耐藥也有一定關(guān)聯(lián)。同時(shí)該研究者在伊馬替尼處理的CML細(xì)胞中檢測(cè)到Notch信號(hào)表達(dá)的變化,提出伊馬替尼可能通過調(diào)控BCR-ABL酪氨酸激酶活性來調(diào)控Notch信號(hào),為CML伊馬替尼耐藥機(jī)制的研究指出了新的方向。
Wnt/β-catenin信號(hào)通路是Wnt通路中最重要且研究最為深入的部分。β-catenin是一種細(xì)胞骨架蛋白,作為Wnt通路中重要的信號(hào)傳遞因子,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和細(xì)胞間的黏附,與血液系統(tǒng)惡性疾病的發(fā)生密切相關(guān)[18]。ZHAO等[19]通過建立造血系統(tǒng)中缺乏β-catenin的小鼠模型,發(fā)現(xiàn)β-catenin的缺失使小鼠向CML轉(zhuǎn)化的能力顯著減弱,且這些小鼠形成的HSC在長(zhǎng)期生長(zhǎng)和維持中存在缺陷。JAMIESON等[20]證實(shí)Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活,可促進(jìn)CML-LSCs的自我更新和分化為白血病細(xì)胞的潛能,并參與了在CML的急性變及伊馬替尼的耐藥的發(fā)生。HEIDEL等[21]研究顯示,β-catenin在急變期患者體內(nèi)的表達(dá)量隨著BCR-ABL基因的擴(kuò)增而增高,藥物或其他基因抑制β-catenin表達(dá)能夠明顯降低CML的耐藥,并延緩其進(jìn)入急變期。因此可推斷Wnt/β-catenin信號(hào)通路的存在與CML的發(fā)生相關(guān),該通路的異常激活,可能會(huì)增加CML的發(fā)病率,并且加快CML疾病的進(jìn)展,誘導(dǎo)K562細(xì)胞耐藥,而此條件下的急變及耐藥,與BCR-ABL酪氨酸激酶有密切聯(lián)系。
PI3K/AKT信號(hào)通路是BCR-ABL下游的關(guān)鍵信號(hào)通路之一,通過激活下游mTOR、核因子(NF)-κB等通路,滅活caspase凋亡相關(guān)基因,誘導(dǎo)細(xì)胞的增殖、分化,避免細(xì)胞發(fā)生凋亡,在維持細(xì)胞惡性生物學(xué)特性中起重要作用,其持續(xù)激活貫穿于CML病程中的各個(gè)時(shí)期[22-23]。KANG等[24]通過對(duì)K562細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄的研究,發(fā)現(xiàn)PI3K/AKT信號(hào)通路的活化,可通過改變體外K562細(xì)胞內(nèi)caspase-3、caspase-8及NF-κB蛋白活性,促進(jìn)K562細(xì)胞增殖,同時(shí)抑制其凋亡。劉張玲等[25]通過采用不同濃度的PI3K/AKT信號(hào)通路靶向抑制劑AKTi Ⅳ處理K562細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)隨著PI3K/AKT通路抑制時(shí)間的延長(zhǎng),K562細(xì)胞的增殖也受到了不同程度的抑制。其機(jī)制可能為AKT受抑制后,β-catenin表達(dá)下降,通過抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路阻礙細(xì)胞的生長(zhǎng)信號(hào)傳導(dǎo),從而影響細(xì)胞生長(zhǎng)??赏茢郟I3K/AKT信號(hào)通路的異?;罨?,與CML的進(jìn)展相關(guān),也同樣提醒CML的發(fā)生發(fā)展并非某一信號(hào)通路的單獨(dú)作用,復(fù)雜信號(hào)網(wǎng)中不同通路間的相互影響,共同調(diào)節(jié)慢粒細(xì)胞增殖及克隆形成能力,影響疾病進(jìn)展。
絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是一組能被不同的細(xì)胞外刺激,如細(xì)胞因子、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細(xì)胞應(yīng)激及細(xì)胞黏附等激活的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶,參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、對(duì)環(huán)境的應(yīng)激適應(yīng)、炎性反應(yīng)等多種重要的細(xì)胞生理/病理過程[26]。MAPK信號(hào)通路是信號(hào)從細(xì)胞表面?zhèn)鲗?dǎo)到細(xì)胞核內(nèi)部的重要部分之一,可分為不同的亞族,其中c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通路、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)通路及p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)通路已被證實(shí)與CML相關(guān),且上述通路主要通過誘導(dǎo)K562細(xì)胞的凋亡參與CML的發(fā)展[27-29]。張進(jìn)芳等[30]利用基因芯片數(shù)據(jù)庫分析并得到與CML加速期和急變期相關(guān)的基因集,對(duì)這兩組基因集進(jìn)一步進(jìn)行信號(hào)通路分析發(fā)現(xiàn),在CML加速期和急變期存在MAPK信號(hào)通路、Wnt信號(hào)通路、JAK/SATA信號(hào)通路的異常激活,而這些信號(hào)通路可能通過調(diào)控CML-LSC的分化與凋亡,參與疾病進(jìn)展。
對(duì)于CML而言,長(zhǎng)期緩解或臨床治愈是追求的治療目標(biāo)。繼第一代TKI伊馬替尼之后,尼洛替尼、達(dá)沙替尼等第二代TKI因其能夠獲得更快、更深的分子學(xué)反應(yīng),逐步成為CML患者的一線治療方案之一[31-32]。2017年歐洲血液學(xué)年會(huì)上,ENESTfreedom和ENESTOP兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)負(fù)責(zé)人提交了其最新數(shù)據(jù),表明約有50%的慢性期費(fèi)城染色體陽性慢性骨髓性白血病(CML)的成年人患者,在一線使用尼洛替尼治療或從伊馬替尼轉(zhuǎn)換為使用尼洛替尼治療至少3年以上(在停藥前1年維持深度的分子反應(yīng))后,即使停止治療2年后,依舊能夠維持無治療緩解狀態(tài)。這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)在CML的疾病管理方面邁出了巨大的一步。隨著對(duì)CML研究的深入,CML病程中信號(hào)通路的異常同樣成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn),信號(hào)級(jí)聯(lián)的水平或垂直封鎖組合是否比阻斷通路中某個(gè)單一節(jié)點(diǎn)更有效,相關(guān)信號(hào)通路中是否存在有效且不良反應(yīng)最小的靶點(diǎn),以及是否可利用不同通路間的相互抑制或激活來協(xié)同治療CML,這些均是需要進(jìn)一步探尋的問題。隨著分子靶向治療的持續(xù)發(fā)展,加上CML中相關(guān)信號(hào)通路機(jī)制的研究,尋找新的適宜的靶向藥,或聯(lián)合其他重要信號(hào)通路靶向藥物,將會(huì)幫助更好地實(shí)現(xiàn)CML長(zhǎng)期緩解或臨床治愈的目標(biāo)。