靶向干预骨髓微环境治疗急性淋巴细胞白血病的研究进展

何玉婵（综述），王晓桃（审校）

（1.桂林医学院，桂林 541001;2.桂林医学院附属医院血液科，桂林 541001）

急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是一种以原始和幼稚淋巴细胞克隆性增生为主的恶性疾病，是严重危害人类健康的一类常见的造血系统恶性肿瘤。ALL患者中儿童占80%，成人占20%，随着治疗手段的提高，经治疗后儿童长期无病生存率已超过80%，而成人只有 30% ～40%［1］。细胞毒药物联合化疗以及造血干细胞移植是目前治疗ALL的主要方法，但细胞毒药物联合化疗的毒性作用、严重并发症、造血干细胞移植排斥反应及移植相关死亡等仍是亟待解决的难题。随着研究的深入，只杀伤肿瘤细胞而不损害正常细胞的白血病靶向治疗成为近几年研究的热点。研究表明，白血病异常的造血微环境及其对白血病细胞的保护作用是白血病治疗效果差、耐药、微小残留灶存在以及复发的原因［2］。通过改造或调控异常的骨髓造血微环境来治疗ALL有望成为一个新的治疗策略。现对靶向干预骨髓微环境治疗ALL的研究进展进行综述。

1 基质细胞衍生因子1/CXC趋化因子受体4轴

CXC趋化因子受体 4（CXC chemokine receptors 4，CXCR4）是一个7次跨膜G蛋白偶联的趋化因子受体，在淋巴细胞、造血干细胞、内皮细胞、上皮细胞和癌细胞中均有表达。骨髓基质细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）可分泌基质细胞衍生因子1（stromal derived factor-1，SDF-1），其是CXCR4的配体，与CXCR4结合后可启动多条信号通路。在ALL中，通过SDF-1/CXCR4介导的趋化作用，白血病细胞迁移到骨髓微环境壁龛，导致其生存和增殖增加;CXCR4的高表达可能预示着白血病的预后不良，其可能增加了骨髓基质对白血病细胞的保护作用［3-5］。Sipkins等［6］报道，在体内试验中，ALL细胞表达的CXCR4对其归巢至骨髓起关键作用。Pillozzi等［7］发现，将 ALL 细胞系（Reh，RS4;11，697）与BMSCs共培养可促发形成介导ALL细胞耐药的复合体，该复合体含人类 eag相关基因 1（human ether-a`-go-go-related gene 1，hERG1）、CXCR4和β1整合素亚基，其通过激活细胞外信号调节激酶1/2和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路介导耐药。此外，在分子水平，SDF-1/CXCR4轴还可通过激活丝裂原蛋白激酶途径来调节白血病细胞的生存和增殖［8］。细胞核因子κB也可通过激活SDF-1促进可溶性因子，如基质金属蛋白酶、白细胞介素8和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的产生，这些可溶性因子有助于降解细胞外基质，并诱导血管生成［8-9］。

抑制SDF-1/CXCR4信号通路可作为靶向治疗ALL的有效方法，干预SDF-1/CXCR4信号通路的药物有CXCR4拮抗剂如 plerixafor（AMD3100）和T140类似物，其可阻断SDF-1/CXCR4的相互作用，阻碍ALL细胞黏附于骨髓微环境，并将白血病细胞从对其有保护作用的基质中动员出来，使常规药物对其也有效。体外实验中，在前 B-ALL使用 T140、TC140012、T134和AMD3100可抑制SDF-1介导的白血病细胞趋化和迁移到骨髓基质层的作用［10］。Sison等［11］在非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠实验中发现，通过阻断CXCR4受体可克服混合谱系白血病（mixed lineage leukemia，MLL）基因重排阳性的ALL耐药。AMD3100联合Fms样酪氨酸激酶3（Fms-like tyrosine kinase 3，FLT3）抑制剂（CEP-701）及粒细胞集落刺激因子（G-colony stimulating factor，G-CSF）可显著提高FLT3抑制剂对抗MLL重排ALL白血病干细胞的效果，与单独使用CEP-701或动员剂相比，白血病负担明显降低［12］。达沙替尼联合 AMD3100可增加达沙替尼诱导的BCR-ABL融合基因阳性ALL细胞株的凋亡［13］。CXCR4抑制剂联合酪氨酸激酶抑制剂有望成为BCR-ABL融合基因阳性的ALL患者新的治疗策略。由此可见，针对SDF-1/CXCR4轴的靶向药物是一种吸引人的、新颖的治疗途径。

2 缺氧诱导因子1α/VEGF途径

缺氧诱导因子1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）属于转录因子，其对肿瘤进展和肿瘤基质形成至关重要。HIF-1由α和β亚单位组成，α是主要的功能亚单位。HIF-1α的生物学功能广泛，如调节细胞的生存和增殖、血管生成及重建等［14-16］。已经证实，HIF-1α在多种消化道肿瘤（结肠癌、胰腺癌、胃癌）以及其他系统肿瘤（肺癌、皮肤癌、乳腺癌）等中存在过表达［17］。HIF-1α的异常表达在白血病细胞中同样存在［18］，表明低氧诱导同样存在于白血病微环境中。白血病微环境在缺氧条件下可诱导HIF-1α的表达增加，通过HIF-1α/VEGF途径调节VEGF的表达，增加白血病微环境中血管的生成，从而为白血病细胞的生存和增殖提供营养。

抑制HIF-1α/VEGF途径可作为靶向治疗ALL的新方法，干预HIF-1α/VEGF途径的药物有HIF-1α抑制剂，目前其已进入Ⅰ期临床试验。Welsh等［19］在体外实验中发现，无论是在常氧还是缺氧环境中，HIF-1α抑制剂PX-478能抑制多种肿瘤细胞系HIF-1α蛋白的积聚、转录激活及VEGF靶基因的表达，并在多种人肿瘤细胞建立的小鼠移植瘤模型中表现出有效的抗肿瘤作用。Yeo等［20］用 HIF-1α特异性抑制剂YC-1作用于 Hep3B、NCI-H87、Caki-1、SiHa以及 SK-N-MC 等5种细胞的裸鼠移植瘤模型后，肿瘤体积缩小，血管生成较对照组也明显减少。这说明YC-1可能通过减少血管新生来发挥抗肿瘤效应。拓扑异构酶Ⅰ抑制剂——托泊替康能抑制HIF-1α的活性及蛋白翻译，目前其已作为肺癌和卵巢癌的二线治疗药物。针对托泊替康能否抑制重度恶性肿瘤中HIF-1α的表达，美国肿瘤协会开展的临床实验目前正在进行，该实验结果将对HIF-1抑制剂的开发起重要作用，而其在ALL中的应用亦需进一步研究。

3 Notch信号通路

Notch信号通路由Notch受体、配体和细胞内效应分子CSL蛋白等3部分组成，介导细胞间的通讯以及影响细胞增殖、分化和凋亡。造血干细胞表达Notch受体，而BMSCs表达Notch配体，机体正常造血功能的维持得益于两者的正常表达及相互作用，表达异常则可造成恶性血液病。Weng等［21］和Breit等［22］研究发现，至少有50%～60%的T-ALL患者中存在Notch1信号通路的活化，甚至由Notch1基因突变而导致的Notch1信号通路异常活化。

Notch1是一类跨膜受体，胞外单位N端由表皮生长因子样重复序列LIN/Notch重复序列（Lin/Notch repeats，LNRs）和异二聚体区域（heterodimerization domain，HD）构成，胞内单位C端包含 RAM 域（recombination binding protein-Jκassociated moleculares，RAM）、锚蛋白重复序列、转录激活域和PEST域（proline、glutamate、serine threonine rich region，PEST）［23］。LNRs和 HD组成负向调节域（negative regulatory region，NRR），避免配体独立激活［24］。PEST调节Notch1细胞内部分（intracellular portion of Notch1，ICN1）的翻转［25］。NRR 与PEST对Notch1在T-ALL中的异常激活起重要作用。Notch1信号通路各阶段功能突变均可引起Notch1的异常激活。LNR、HD及近膜结构域突变扰乱NRR的功能，使配体独立分裂，增加ICN1释放，PEST域突变引起ICN1降解减少，ICN1释放增加或降解减少均增加目标基因的表达引起Notch1持续激活，从而导致 T-ALL 发生［21，26-27］。

抑制Notch信号通路途径可作为靶向治疗ALL的有效方法，干预Notch信号通路的药物有:①γ-分泌酶抑制剂:其可阻断Notch信号通路中ICN1的产生。有学者采用Mrk-0752口服治疗7例复发/难治T-ALL患者发现，其产生的治疗效果有限，但胃肠道毒性反应包括恶心、呕吐、腹泻严重［28］。为减少胃肠道毒性，已有选择性靶向Notch1信号通路抑制剂，但关于这些药物的临床试验尚未见报道。②小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）:针对Notch1受体的siRNA可使Notch1受体失活，但不影响或较小影响Notch1受体表达正常或较少的细胞，对Notch受体的其他类型影响也较小。郭冬梅［29］通过实验证实，siRNA可有效阻断 T-ALL细胞系SuPT1及Jurkat细胞Notchl的表达，且siRNA介导的 Notchl表达下调能引起SuPT1及Jurkat细胞周期阻滞和细胞凋亡率增加，从而抑制T-ALL细胞的增殖。

4 血管细胞黏附分子1及其配体极迟抗原4

血管细胞黏附分子1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）在平滑肌细胞、内皮细胞及BMSCs等表面均有表达，其是免疫球蛋白超家族中的成员，具有广泛的生物学作用。VCAM-1在血液系统中可维持造血干细胞的增殖能力，保留造血干/祖细胞在骨髓内，支持 B淋巴细胞的产生。VCAM-1的配体极迟抗原4（very late antigen-4，VLA-4）在造血干细胞或白血病细胞中表达。VCAM-1与VLA-4结合后成为活化状态的黏附分子。急性白血病患者骨髓中高表达的VCAM-1可通过参与白血病细胞间、白血病细胞与BMSCs间的黏附，减弱对白血病细胞的免疫杀伤，提高白血病细胞抗凋亡及增殖能力，其通过增强白血病细胞与血管内皮细胞结合的能力，从而使白血病细胞更易转移，导致疾病复发［30］。李朝霞等［31］通过实验发现，ALL细胞浸润与表面黏附分子VLA-4的CD49d亚基的表达水平明显相关，提示高表达VLA-4的白血病细胞透过血管内皮细胞的能力大大增强，其极强的侵袭能力易导致白血病细胞的髓外器官浸润和转移。此外，VCAM-1在肿瘤血管的生成过程起重要作用。有研究发现，细胞的黏附可促进血管生成，VCAM-1通过与VLA-4相互作用而直接促进肿瘤微血管的生成，为肿瘤的远处转移提供条件［32］。Walter等［33］用 VLA-4 抗体处理前 B-ALL 细胞后，再植入非肥胖糖尿病/重症联合免疫缺陷小鼠发现，归巢至骨髓基质的白血病细胞显著减少。李朝霞等［31］用CD49d抗体及VCAM-1抗体分别处理白血病细胞及人静脉内皮细胞后发现，两者黏附抑制率分别为29%和34%，而两种抗体共同作用的黏附抑制率达45%。无论是抗VLA-4抗体还是抗VCAM-1抗体，均可阻挡白血病细胞与骨髓基质黏附，其不仅可增加白血病细胞的凋亡率，还可防止白血病细胞髓外浸润和转移。

5 结语

ALL的靶向治疗是目前国内外学者研究的热点，针对ALL细胞的靶向治疗目前已取得了一定的成果，但ALL的发病机制非常复杂，目前尚未找到一种彻底而有效的根治方法。以上几种方法从靶向干预白血病细胞与骨髓微环境方面探讨了ALL治疗的新方法，为白血病的治疗寻求新突破。随着研究的不断深入，白血病异常骨髓微环境对白血病细胞的庇护作用越来越受到重视，靶向骨髓微环境的研究可能会为白血病的治疗提供新途径。

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