高 英,李靜靜,馬成成,香 雪,王 鑫,柴 曄
(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院血液科,蘭州 730030)
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是來源于終末分化B淋巴細(xì)胞的惡性腫瘤。MM以骨髓中惡性漿細(xì)胞克隆擴增為特征,導(dǎo)致血清和(或)尿液中單克隆免疫球蛋白過量產(chǎn)生。MM占所有血液惡性腫瘤的13%,西方國家每年的發(fā)病率為0.006 5%,位居血液系統(tǒng)惡性腫瘤第2位[1]。MM常伴有高鈣血癥、溶骨性損害、貧血和腎臟損害,因免疫球蛋白的生成受到抑制,易出現(xiàn)各種感染。近年來,新一代蛋白酶體抑制劑和免疫調(diào)節(jié)劑的出現(xiàn)顯著改善了MM患者的生存結(jié)局,但仍無法治愈,還需積極尋找新的治療方法[2]。MM由廣泛的遺傳學(xué)異常啟動和維持,包括癌基因易位到免疫球蛋白位點(D型細(xì)胞周期蛋白、多發(fā)性骨髓瘤SET結(jié)構(gòu)域蛋白、成纖維細(xì)胞生長因子受體3、c-Maf、MAFB、c-myc)以及癌基因(N-ras、K-ras)和抑癌基因(p53、p18)的突變[3]。MM癌基因1(multiple myeloma oncogene 1,MUM1)/干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor 4,IRF4)基因已被鑒定為MM中由t(6;14)(p25;q32)染色體易位轉(zhuǎn)錄激活的致癌基因。MUM1/IRF4從6號染色體易位到14號染色體IgH增強子位點,導(dǎo)致MUM1/IRF4蛋白過表達,從而促進腫瘤形成[4-5]。MUM1/IRF4位于調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的中心,對惡性腫瘤驅(qū)動的多個步驟起作用,對MM的發(fā)生發(fā)展起重要作用[6]?,F(xiàn)就MUM1/IRF4在MM中的研究進展予以綜述。
干擾素調(diào)節(jié)因子家族是廣泛表達的轉(zhuǎn)錄因子組,MUM1/IRF4是干擾素調(diào)節(jié)因子家族的一員。MUM1/IRF4通過一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用激活或抑制基因表達,參與免疫調(diào)控,介導(dǎo)淋系細(xì)胞、髓系細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞等免疫相關(guān)細(xì)胞的發(fā)育和分化[7-8]。MUM1/IRF4基因的產(chǎn)物也被命名為PU.1相關(guān)元件、淋巴細(xì)胞特異性干擾素應(yīng)答因子、結(jié)合EM5的淋巴細(xì)胞特異性核因子和活化T細(xì)胞的干擾素保守序列結(jié)合蛋白,僅限于免疫系統(tǒng)和黑色素細(xì)胞譜系細(xì)胞[8-13]。MUM1/IRF4主要在淋巴細(xì)胞系統(tǒng)表達,具有種系和階段特異性[6]。在B系淋巴細(xì)胞中,漿細(xì)胞、小部分生發(fā)中心B細(xì)胞及生發(fā)中心后漿細(xì)胞成熟分化的終末階段B細(xì)胞均有MUM1/IRF4表達。MUM1/IRF4以不同水平在整個B細(xì)胞發(fā)育過程中表達,在漿細(xì)胞中達高峰。除B細(xì)胞譜系外,IRF4在T細(xì)胞分化階段也必不可少,在T系淋巴細(xì)胞中,正常T細(xì)胞和異常活化T細(xì)胞均有MUM1/IRF4的表達[8,14]。促有絲分裂可刺激外周血B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞中的MUM1/IRF4表達上調(diào),MUM1/IRF4陽性表明B淋巴細(xì)胞和和T淋巴細(xì)胞的活化狀態(tài)[6]。與其他IRF家族成員不同,MUM1/IRF4由已知誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞活化和分化的刺激物(如抗原受體、脂多糖類、刀豆素A、金黃色葡萄球菌腸毒素A、白細(xì)胞介素-4及CD40信號等)調(diào)節(jié),而非干擾素誘導(dǎo),上述刺激信號均經(jīng)核因子κB信號通路激活MUM1/IRF4啟動子,其中白細(xì)胞介素-4還可將信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6激活,從而促進MUM1/IRF4基因轉(zhuǎn)錄[6,15]。MUM1/IRF4作為多功能轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,可以控制B細(xì)胞發(fā)育和分化,包括前B細(xì)胞的分化和受體剪輯、生發(fā)中心的活化和漿細(xì)胞的生成等過程,在成熟B細(xì)胞的適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用[15-16]。
2.1MM中MUM1/IRF4的“成癮性”表達 MUM1/IRF4是MM發(fā)生的核心?;虮磉_譜和全基因組染色質(zhì)免疫沉淀分析揭示了廣泛的MUM1/IRF4靶基因網(wǎng)絡(luò),在MM細(xì)胞中超過100個基因出現(xiàn)上調(diào)(與原代漿細(xì)胞相比),且許多基因與細(xì)胞生長和存活相關(guān)[17]。MUM1/IRF4是MM細(xì)胞表型的主要調(diào)節(jié)劑,控制MM特異性基因的表達程序,MUM1/IRF4活化B細(xì)胞和漿細(xì)胞的調(diào)節(jié)程序在MM中相融合,直接靶標(biāo)調(diào)節(jié)許多重要的細(xì)胞過程,導(dǎo)致MM細(xì)胞對MUM1/IRF4 “成癮性”表達[6,17]。通過免疫組織化學(xué)檢測MUM1/IRF4在骨髓活檢樣本各種細(xì)胞中的表達發(fā)現(xiàn),MUM1/IRF4僅在漿細(xì)胞的細(xì)胞核中表達,而在其他細(xì)胞(如淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞)均為陰性表達,且MUM1/IRF4陽性患者疾病分期更高,因此MUM1/IRF4蛋白被認(rèn)為是MM細(xì)胞的特征性標(biāo)志物[18]。
2.2MUM1/IRF4表達降低可導(dǎo)致MM細(xì)胞死亡 MUM1/IRF4在MM細(xì)胞中強表達,是MM細(xì)胞存活的必需條件,可促進惡性細(xì)胞增殖并抑制其凋亡[17]。MUM1/IRF4控制MM細(xì)胞的異?;虮磉_程序,多種關(guān)鍵代謝途徑(脂質(zhì)和膽固醇生物合成、葡萄糖代謝、一般轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)及細(xì)胞周期進程等)位于MUM1/IRF4的下游,可見干擾MUM1/IRF4的表達對MM細(xì)胞是致命的[6,19-20]。有研究發(fā)現(xiàn),無論MM細(xì)胞系的遺傳異常類型是否相同,通過RNA干擾敲減MUM1/IRF4,所有測試細(xì)胞系中都出現(xiàn)快速而深刻的非凋亡性細(xì)胞死亡,MM細(xì)胞對MUM1/IRF4的“成癮性”表達,使MUM1/IRF4水平適度降低也可導(dǎo)致細(xì)胞死亡[6,17-18]。缺乏MUM1/IRF4等位基因小鼠的表型正常,但敲除低于50% MUM1/IRF4信使RNA和蛋白質(zhì)亦可殺死MM細(xì)胞,表明MUM1/IRF4相關(guān)治療具有殺死IRF4成癮惡性細(xì)胞且保留正常細(xì)胞的優(yōu)勢[6,17]。
2.3MUM1/IRF4與MM預(yù)后的關(guān)系 MM預(yù)后的異質(zhì)性較大,與多種因素相關(guān)。近年來,公認(rèn)的較可靠的因素有年齡和一般狀況等宿主因素以及白蛋白、β2微球蛋白、乳酸脫氫酶、漿細(xì)胞比例和細(xì)胞遺傳學(xué)異常等[21-22]。MM患者預(yù)后影響因素復(fù)雜多樣,隨著療效的改善及患者生存期的不斷延長,需要重新評估MM的療效評判體系以及預(yù)后分層體系,以指導(dǎo)治療??梢姡u價新藥治療對MM患者預(yù)后的影響具有重要意義。
有研究表明,MUM1/IRF4的過表達與不良預(yù)后相關(guān),對低MUM1/IRF4表達和高MUM1/IRF4表達MM患者的臨床分析研究發(fā)現(xiàn),與低MUM1/IRF4表達者相比,高MUM1/IRF4表達者的中位生存期明顯更短(45個月比58個月),低MUM1/IRF4表達者3年后的生存率為82.5%,高表達者為50.4%[23-24]。在Cox多變量分析中,β2微球蛋白和MUM1/IRF4與MM總體存活率呈獨立相關(guān),β2微球蛋白和MUM1/IRF4表達的組合評分具有更強的總體存活率預(yù)測價值[23]。對19例新診斷MM患者的研究發(fā)現(xiàn),與MUM1/IRF4低表達和低β2微球蛋白患者相比,高MUM1/IRF4和高β2微球蛋白(>5.5 mg/L)患者的中位生存期更短[23]。MUM1/IRF4和β2微球蛋白的綜合評分可明確區(qū)分MM患者的高風(fēng)險和低風(fēng)險,因此,MUM1/IRF4可作為MM的新型預(yù)后指標(biāo),并為建立新的預(yù)后分層體系提供依據(jù)。
新藥治療使MM患者的壽命不斷延長,但所有患者最終都出現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)而死亡,故需要探尋更有效的治療方法。多項研究表明,阻斷MUM1/IRF4表達或干擾其轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)對MM細(xì)胞的存活具有深遠(yuǎn)影響[17,19-20]。敲減MUM1/IRF4的治療可以殺死MM細(xì)胞,對正常細(xì)胞的影響很小或幾乎無影響[17,25]。目前,靶向MUM1/IRF4表達或?qū)UM1/IRF4轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)進行干擾是廣泛適用的MM治療手段。
3.1賴氨酸特異性去甲基化酶3A(lysine specific demethylase 3A,KDM3A)/Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子2(Krüppel-like transcription factor 2,KLF2)/IRF4軸 KDM3A-KLF2-IRF4軸是MM中MUM1/IRF4的直接靶標(biāo)[26]。KDM3A是含有組蛋白去甲基化酶的Jumonji-C結(jié)構(gòu)域成員,是MM細(xì)胞存活的關(guān)鍵表觀遺傳調(diào)節(jié)因子[20,27]。KLF2是Krüppel鋅指家族的核DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子,是前B細(xì)胞克隆擴增和B細(xì)胞活化的負(fù)調(diào)節(jié)物[28]。已有研究表明,KDM3A-KLF2-IRF4通路通過調(diào)節(jié)MM細(xì)胞黏附和歸巢至骨髓,阻止細(xì)胞凋亡和增強MM細(xì)胞與骨髓微環(huán)境的相互作用來維持MM細(xì)胞存活,體外和體內(nèi)敲除KDM3A均對MM細(xì)胞有毒性[20]。KDM3A在啟動子處通過組蛋白H3第9位賴氨酸去甲基化維持KLF2和IRF4的表達,KLF2和IRF4相互反式激活其表達,在MM細(xì)胞中產(chǎn)生正反饋環(huán)[20,26]。敲減KLF2也會引發(fā)MM細(xì)胞凋亡,KLF2也是IRF4的直接靶標(biāo)[20]。綜上所述,KDM3A-KLF2-IRF4軸代表了潛在的治療靶點,在MM中起重要作用。
3.2MYC MYC是MM中MUM1/IRF4的直接目標(biāo)之一[17,19,29]。MUM1/IRF4和MYC在正常B細(xì)胞活化期間和MM中形成陽性自體調(diào)節(jié)環(huán)。遺傳異常的MYC在MM中表達上調(diào),從而增加MUM1/IRF4表達,正常漿細(xì)胞中的B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白(B lymphocyte induced maturation protein,Blimp)-1抑制MYC,但該抑制作用在MM中被消除[17,30]。有研究報道,與正常漿細(xì)胞相比,MM細(xì)胞系可過度表達Blimp-1的另一同種型Blimp-1β,且與Blimp-1相比,Blimp-1β抑制MYC的能力降低[31-32]。一些已開發(fā)的直接或間接靶向MM中MYC的方法正在進行臨床評估[33]。
溴結(jié)構(gòu)域是一類能夠特異性識別乙?;嚢彼岵⑿纬沈?qū)動活性轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)復(fù)合物的保守蛋白結(jié)構(gòu)域,組蛋白賴氨酸的N端乙?;蛉ヒ阴;揎椏筛淖?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu),調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄激活和轉(zhuǎn)錄抑制。溴結(jié)構(gòu)域及外端結(jié)構(gòu)域蛋白家族是第2類溴結(jié)構(gòu)域蛋白家族。MYC受溴結(jié)構(gòu)域及外端結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),抑制溴結(jié)構(gòu)域及外端結(jié)構(gòu)域可調(diào)節(jié)MYC轉(zhuǎn)錄的功能[34]。溴結(jié)構(gòu)域及外端結(jié)構(gòu)域抑制劑JQ1可下調(diào)MYC轉(zhuǎn)錄,可見,下調(diào)MYC依賴性靶基因可減少腫瘤負(fù)荷,是調(diào)節(jié)MM中c-myc功能的有效策略[35]。OTX015(MK-8628)Ⅰ期試驗(NCT01713582)正在淋巴瘤和MM患者中進行測試[36]。CPI-203與基于來那度胺方案的組合改善了復(fù)發(fā)性/難治性MM患者的治療反應(yīng)[37]。復(fù)發(fā)MM的Ⅰ期試驗(NCT02157636)中的CPI-0610顯示出抑制Ikaros家族鋅指轉(zhuǎn)錄因子1、IRF4和MYC的有效臨床前活性[33,38-39]。此外,抑制溴結(jié)構(gòu)域家族非溴結(jié)構(gòu)域及外端結(jié)構(gòu)域蛋白中CBP/EP300可下調(diào)MYC,表明CBP/EP300對調(diào)節(jié)MM的IRF4/MYC軸起重要作用[40]。CBP/EP300催化活性的選擇性抑制劑A-485可選擇性地抑制細(xì)胞增殖,證實了抑制組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶與MM治療的相關(guān)性[41]。
通過開發(fā)包封在DCR-MYC脂質(zhì)納米顆粒內(nèi)的靶向MYC的小干擾RNA實現(xiàn)了對MYC的直接抑制[42]。評估DCR-MYC對實體瘤、MM及淋巴瘤患者安全性和耐受性的Ⅰ期臨床試驗(NCT02110563)正在進行[33]。干擾MYC及其異二聚化配偶體MAX之間相互作用的小分子(如10058-F4或10074-G5),對MYC/MAX體外抑制表現(xiàn)出有效活性[43-44]。抑制MYC/MAX為一種有吸引力的治療選擇。
3.3免疫調(diào)節(jié)劑(immunomodulatory drugs,IMiDs) IMiDs和蛋白酶體抑制劑可用于治療MM,其中IMiDs是治療MM的主要藥物。沙利度胺是第一代IMiDs,可顯著提高MM患者的緩解率和生存率。第二代IMiD包括來那度胺和Pomalidomide,兩者抗MM、抗炎和免疫調(diào)節(jié)活性作用均較沙利度胺更強。有研究證明,腦膜蛋白是沙利度胺導(dǎo)致胚胎畸形的靶分子[45]。隨后的研究證明,腦膜蛋白也是來那度胺和Pomalidomide等IMiDs抗骨髓瘤活性的必需物質(zhì)[46]。MM患者腦膜蛋白表達水平與IMiDs的治療療效呈正相關(guān)[47-48]。降低腦膜蛋白的表達對MM細(xì)胞具有毒性作用,但低腦膜蛋白表達MM細(xì)胞一旦存活,將對IMiDs產(chǎn)生耐藥。已有相關(guān)臨床研究表明,低腦膜蛋白表達的MM患者發(fā)生來那度胺耐藥的概率升高,高腦膜蛋白表達水平與來那度胺敏感性增加相關(guān)[46]。因此,保持一定程度的腦膜蛋白表達水平是IMiDs發(fā)揮抗MM活性的必要條件。MUMl/IRF4是腦膜蛋白的下游靶標(biāo)之一,腦膜蛋白沉默導(dǎo)致MUM1/IRF4下調(diào)[49-50]。IMiDs可以特異性增強腦膜蛋白與含有鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子Ikaros家族鋅指轉(zhuǎn)錄因子1、Ikaros家族鋅指轉(zhuǎn)錄因子3之間的相互作用,進而使其泛素化水平增強,更易被降解,從而抑制下游IRF4、MYC分子的表達,減弱MM細(xì)胞的生長和增殖[51-53]。通過熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)測量154例表征良好的MM患者骨髓樣品中MUM1/IRF4信使RNA的表達發(fā)現(xiàn),低MUM1/IRF4表達的患者無論是否接受來那度胺治療,生存期均差異無統(tǒng)計學(xué)意義;而接受那度胺治療的MUM1/IRF4過表達者生存期顯著優(yōu)于其他治療患者[54]。MUM1/IRF4在MM發(fā)病機制中的關(guān)鍵作用是來那度胺發(fā)揮其抗腫瘤效應(yīng)的重要機制,同時,MUM1/IRF4也可作為預(yù)測來那度胺的生物標(biāo)志物[54]。
3.4Panobinostat Panobinostat是一種組蛋白去乙?;敢种苿?,已被美國食品藥品管理局批準(zhǔn)用于治療MM[55]。血紅素加氧酶1可促進各種惡性腫瘤的生長和耐藥,其表達與IRF4信使RNA和蛋白的表達呈正相關(guān),血紅素加氧酶1可下調(diào)MM中IRF4/MYC的表達[26,56]。Panobinostat通過激活胱天蛋白酶3和細(xì)胞凋亡下調(diào)MM細(xì)胞中血紅素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白質(zhì)的表達;此外,Panobinostat通過增加組蛋白H3第9位賴氨酸的乙?;⒁种芃UM1/IRF4誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡[56]。Panobinostat和來那度胺通過調(diào)節(jié)血紅素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白質(zhì)的水平顯示出協(xié)同抗MM的活性,通過靶向上游表觀遺傳調(diào)節(jié)因子間接靶向MUM1/IRF4[26,56]。
我國MM發(fā)病率呈逐年上升趨勢。MM尚不能完全治愈,但各種治療方案(如免疫療法、自體造血干細(xì)胞移植、靶向藥物等)的出現(xiàn)為MM患者的治療提供了多種選擇。MM治療靶向標(biāo)志物的深入研究以及各種藥物的最佳組合可最大限度地發(fā)揮作用,減少不良反應(yīng)的發(fā)生,延長患者生存期,提高患者生活質(zhì)量。MUM1/IRF4廣泛地影響MM基因的表達程序,位于調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的中心,在驅(qū)動惡性腫瘤的多個步驟中起作用,對MM的發(fā)生、發(fā)展有重要影響。目前,靶向IRF4表達或其轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)是MM有可行性和適用性的治療選擇之一。