黃楚雯,江華

廣州醫(yī)科大學附屬廣州市婦女兒童醫(yī)療中心血液腫瘤科(廣東廣州 510623)

地中海貧血是人類最常見的與α和β珠蛋白鏈組成缺陷相關的單基因疾病。據(jù)統(tǒng)計，全世界范圍內每年約有40 618個新生兒出生時有β地中海貧血[1]。β地中海貧血首先在地中海沿岸地區(qū)發(fā)現(xiàn)，在瘧疾影響區(qū)域大流行，但是由于人群的遷徙，世界上許多地方都有散發(fā)。據(jù)報道，世界上至少7%的人帶有地中海貧血致病基因，主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)，例如非洲、地中海和東南亞。在我國的廣東、廣西、海南、云南、貴州、四川及香港等地區(qū)常見，發(fā)病率達10%～14%。根據(jù)不同類型的珠蛋白基因缺失或缺陷，將地中海貧血分為α地中海貧血、β地中海貧血、δ地中海貧血、γ地中海貧血及少見的δβ地中海貧血，以前兩種類型常見。本文對地中海貧血的治療進展進行回顧及綜述，更進一步加深對地中海貧血的認識的同時，總結出更為安全及有效的治療手段。

1 地中海貧血的發(fā)病機制

α珠蛋白基因位于16號染色體短臂(16p13.33-p13.11-pter)，總長約29 kb,包含7個連鎖的α類基因或假基因。每條染色體上各有一對控制合成α-鏈的α基因，因此每個細胞內有4個α-基因，可發(fā)生不同程度基因異常。β珠蛋白基因位于11號染色體短臂1區(qū)2帶(11p12)，絕大部分是點突變所致，少數(shù)幾種為幾個核苷酸缺失。依據(jù)對輸血的需要，可分為輸血依賴性地中海貧血(transfusion-dependent thalassemia,TDT)和非輸血依賴性地中海貧血(non-transfusion-dependent thalassemia,NTDT)。TDT指需要長期定期輸血來維持生命的重型地中海貧血，包括純合子β0地中海貧血和血紅蛋白E/β-地中海貧血。NTDT，包括血紅蛋白H病和一些血紅蛋白E/β-地中海貧血，這只有在手術、感染、懷孕的時候偶爾需要補充紅細胞。地中海貧血可以表現(xiàn)多種臨床類型，取決于α和非α血紅蛋白鏈的失衡程度及一些基因和環(huán)境因素，并發(fā)癥可以有許多，例如血栓性疾病、感染、肺動脈高壓、內分泌障礙和下肢潰瘍[2]。低水平的游離肉堿和?；鈮A，加上肉堿轉移酶1活性受損，導致了地中海貧血患者的能量危機相關并發(fā)癥[3]。

2 地中海貧血的治療方法

2.1 規(guī)律輸血與鐵螯合治療 重度β-地中海貧血患者需要規(guī)律輸注紅細胞以維持生命。但輕、中度的地中海貧血患者只有在嚴重感染后才需要輸血。然而，反復輸血會導致鐵過載，引起一系列威脅生命并發(fā)癥，例如內分泌失調、心肌病、肝病等最終引起死亡。國際上對于重度地中海貧血患者推薦適度輸血，即每隔3～4周輸注紅細胞10～15 mL/kg，使血紅蛋白水平維持在90～105 g/L之間(有心臟疾病的需維持在110～120 g/L)，以提高患者生活水平及維持生長發(fā)育[4-5]。目前，特別在發(fā)展中國家，許多患兒因為經(jīng)濟關系無法接受規(guī)律輸血，更不必說定期鐵螯合治療。常用的鐵螯合藥物包括去鐵酮、去鐵胺、地拉羅司相對于鐵螯合劑去鐵酮和地拉羅司的單獨用藥，聯(lián)合使用能更有效降低鐵蛋白水平[6-8]。鐵螯合劑聯(lián)合水飛薊素可以有效改善鐵過載狀態(tài)[9]。鐵螯合劑使用的最大缺點是費用相對高，較高經(jīng)濟負擔限制了很多地中海貧血普遍存在的貧困國家的患者使用。心臟鐵過載引起心力衰竭是導致β地中海貧血患者死亡的主要原因[10]。但是，由于與心臟轉運機制不同，血清鐵蛋白和肝鐵水平不能反映心臟鐵超載的真實情況。此外，鐵螯合療法容易清除肝臟中的鐵。心臟T2*是對鐵沉積最敏感的評估方法[11]。心臟彩色多普勒超聲診斷對左室收縮末期及舒張末期內徑、左室射血分數(shù)等指標來評估心臟的鐵沉積情況。大多數(shù)醫(yī)院都可以進行運動時心率記錄，這可能是評估β地中海貧血患者心臟受累的一種有效途徑[12]。未接受輸血的重度β地中海貧血患者在生命的頭5年內死亡，即使規(guī)律輸血，在高收入國家也只有50%～65%的患者生活在35歲以上。定期監(jiān)測內分泌疾病的癥狀和體征，經(jīng)常進行相關實驗室和X線檢查，建立有效的螯合和多學科合作，可以明顯改善患者健康及提高生活質量(QOL)[13]。

2.2 誘導胎兒血紅蛋白形成 β類珠蛋白基因表達的調控和轉換受順式作用原件、反式作用因子、γ-δ基因間序列以及它們與珠蛋白結構基因序列的相互作用等多種因素共同調控。γ-珠蛋白鏈誘導劑旨在減少對紅細胞輸注的需求，同時減少α4聚體形成后堆積在紅細胞膜上引起的溶血。BCL11A、HBS1L-MYB、Xmml-HBG2、KLF1均是目前與HBF表達相關的基因位點[14-15]。MYB基因是促紅細胞發(fā)生過程中分化與增殖平衡的關鍵調節(jié)因子。一些γ-珠蛋白鏈誘導藥物已經(jīng)完成了測試，包括：DNA甲基化轉移酶的5-氮胞苷和地西他濱；組蛋白脫乙?；敢种苿┤缍∷猁}及其衍生物及其他短鏈脂肪酸衍生物；雷帕霉素靶點抑制劑如雷帕霉素及依維莫司均能誘導正常人及β地中海貧血患者紅系前體細胞γ-珠蛋白基因的表達。目前，羥基脲是唯一批準上市的由多種機制誘導γ-珠蛋白的藥物。例如，它的細胞毒性作用被認為能加速分化過程，刺激細胞應激反應途徑，從而導致胎兒蛋白細胞數(shù)量的全面增加[16-17]，同時它能對多種并發(fā)癥：髓外造血、下肢潰瘍、甲狀腺功能減退、骨質疏松、肺動脈高壓等有保護作用，但可能增加性腺功能減退的風險。細胞因子類的促紅細胞生成素具有促進紅細胞增殖和抗凋亡的特性；干細胞因子促進患者紅系祖細胞分化和活化γ基因的表達。辛伐他汀和丁基氫醌可抑制轉錄因子KLF1及BCL11A表達來誘導HbF合成[18]。KLF1轉錄因子通過激活bcl11A抑制γ-珠蛋白的表達，單倍體劑量不足導致F細胞水平升高[19]。KLF基因家族的基因組變異與地中海貧血的嚴重程度及羥基脲治療有效性相關[20]。

2.3 異基因造血干細胞移植 異基因造血干細胞移植目前被認為是地中海貧血患者廣泛使用的唯一治愈方案。自從1982年，托馬斯·埃德在美國首次成功地用同種異型骨髓移植治療了一例14個月大的重癥β地中海貧血患兒，揭開了異基因造血干細胞移植的序幕。由于移植技術的改進，人類白細胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)匹配的同胞供體(matched sibling donor,Msd)的年輕低風險的兒童的移植相關死亡率已經(jīng)下降到5%甚至更低。與20世紀80年代和90年代相比，今天的移植結果要滿意得多，超過90%存活率，其中80%以上的患者在接受了世界各地不同移植中心治療后達到無病生存[21]。造血干細胞根據(jù)采取來源分為骨髓造血干細胞、外周血干細胞、臍帶血干細胞。造血干細胞移植的預后受疾病評分影響，也稱為Pesaro分類，包括肝腫大>2 cm、門脈纖維化、不充分鐵螯合治療。1級：無危險因素(匹配同胞移植后兒童的無病生存率94%)；2級，1個或2個危險因素(無病生存率88%)；3級：所有3個危險因素均有(無病生存率62%)[22]。最近定義的高危人群包括7歲以上并且肝腫大>5cm的患者(無病生存率24%)[23]。Mathews等[24]認為，以蘇消安為基礎的外周血造血干細胞移植方案可以顯著改善Ⅲ級高?；颊叩呐R床療效。近幾年，以應用白消安后4 d環(huán)磷酰胺的清髓方案成為重型地中海貧血造血干細胞移植的治療標準。3級高?；颊呓邮苄碌念A處理：移植前免疫抑制(pre-transplantation immunosuppression，PTIS)其包括氟達拉濱40 mg/(m2·d)，靜脈注射，5 d，地塞米松25 mg/(m2·d)，靜脈注射，5 d,1～2個周期后，再行BuFlu為基礎的減少毒性預處理方案(reduced-toxicity conditioning regimen，RTC)，所有患者可以達到穩(wěn)定的全供體植入[25]。Sheth等[26]認為氟達拉濱減少毒性的清髓方案的造血干細胞移植對于高危3級患兒是安全和有效的。Li等[27]提出了NF-08-TM方案[環(huán)磷酰胺：55 mg/(kg·d)，-10～9 d；氟達拉濱 40 mg/(m2·d),-8～-4 d；噻替派10 mg/(kg·d),-5 d；靜脈白舒非：劑量依據(jù)患兒年齡，-8～-6 d，咪唑硫嘌呤3 mg/kg，-45 d開始，羥基脲30 mg/kg -45 d開始]，總生存率達到91.5%，移植相關死亡率達8.5%。WZ-14-TM方案[環(huán)磷酰胺：100～120 mg/(kg·d) -10～-9 d，靜脈BU：-8～-5 d，氟達拉濱:-6～-2 d，ATG：-4～-1 d]在經(jīng)典BU/CY方案上，作了調整，有效地降低了移植相關死亡率和提高總生存率和無病生存率[28]。大量數(shù)據(jù)顯示，如果患者接受HLA-DPB1不合無關供者的造血干細胞移植，會增加急性移植物抗宿主反應的風險。但半相合的外周血造血干細胞移植為沒有HLA全相合供者的重型地中海貧血患者提供有希望的治療策略，它可以給患者提供穩(wěn)定、持續(xù)的植入。一種新的預處理方案(氟達拉濱+白消安+環(huán)磷酰胺+抗胸腺細胞球蛋白)為半相合造血干細胞移植降低了移植相關死亡率[29]。在經(jīng)濟花費方面盡管造血干細胞移植比輸血高(114 000美元vs73 928美元)，但如果在兒童和年輕人中成功移植，則可以獲得更好的生活質量(26.49vs14.11)和長期收益[30]。造血干細胞移植具有很高的成本效益(質量調整生命年增量成本高達986美元)，其長期的臨床和經(jīng)濟效益超過規(guī)律輸血和去鐵[31]。造血干細胞移植后血清鐵并不能一直準確地評估肝臟鐵沉著的程度，僅在移植后第1年內血清鐵與肝臟沉著程度相關性較強[32]。但造血干細胞移植后遠期的內分泌腺功能紊亂如甲狀腺功能紊亂、性腺損傷、糖尿病、身材矮小等仍是值得長期探討解決[33]。

2.4 基因治療 基因治療處于臨床實驗階段。其原理是以造血干細胞為基因的載體，把正常珠蛋白基因導入病變的造血干細胞，從而實現(xiàn)正常的表達，但主要問題是如何做到高效的導入和準確表達。理論上自身來源的造血干細胞可以避免異基因造血干細胞移植后所引起的嚴重移植物抗宿主反應，但因其來源有限，限制了其應用。它是一種強有力的治療方法，它沒有造血干細胞移植的免疫并發(fā)癥，但也有其他缺點。轉移的β珠蛋白的準確且充分表達，不僅需要完整的結構基因和近端調控程序，還需要位點控制區(qū)(locus control region，LCS)的引入。鋅指核酸酶(zinc finger nucleases)通過鋅脂蛋白識別并通過連接的限制性內切酶FOK-1目標在目標位置產(chǎn)生雙鏈斷裂，隨后以要插入的基因序列為模板通過同源重組的方式修復缺陷基因[34]。轉錄激活因子樣效應物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)則是通過TALE蛋白識別后類似于鋅脂蛋白的方式修復缺陷基因。通過使用CRISPR/Cas9基因組編輯系統(tǒng)，這些幼稚的誘導多能干細胞與修飾過的誘導多能干細胞相比，明顯提高了基因校正效率。重要的是，人類泌尿細胞也可以用類似的方法重新編程成基態(tài)[35]。一種CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，該系統(tǒng)將cas 9核蛋白和腺相關病毒載體的同源供體結合在一起，實現(xiàn)在造血干細胞中血紅蛋白β基因的同源重組[36-37]。用修飾過的β-珠蛋白基因轉導干細胞后的自體移植在少數(shù)患者中已獲得成功，但需要大量臨床試驗予以證明[38-39]。整合的HDAd5/35++腺病毒載體表達抗CRISPR肽可以減少CRISPR/Cas9毒性，為血紅蛋白疾病的造血干細胞基因治療提高一個新的平臺[40]。減少清髓毒性及降低費用仍是基因治療面臨的挑戰(zhàn)[41]。

3 展望

地中海貧血的最佳治療方案仍然沒有明確的結果，這取決于傳統(tǒng)規(guī)律輸血和定期鐵螯合、γ-珠蛋白誘導、異基因造血干細胞移植和基因治療在大多數(shù)β地中海貧血患者所居住的低收入國家的所獲得的益處/風險/成本比。隨著產(chǎn)前診斷技術的發(fā)展以及人類生活水平的提高，越來越多的地中海貧血胎兒被發(fā)現(xiàn)，且大部分家長會選擇終止妊娠，從而減少了地中海貧血患兒的出生。子宮內基因治療可糾正雜合地中海貧血小鼠模型[7]，未來或許可為懷孕媽媽帶來福音[42]。目前唯一可以治愈的手段是造血干細胞移植，但其移植的預處理方案仍在不斷探索中，盡管可選擇的供體種類增多，移植后支持治療技術的迅猛提高，但并發(fā)癥發(fā)生率仍很高，影響移植的預后因素很多，所以仍還沒有最佳的移植方案；但是值得期待的是基因編輯技術的引入，或許給地中海貧血患者帶來治愈的希望。