组蛋白去乙酰化酶抑制剂对多发性骨髓瘤细胞的杀伤机制及临床应用现状*

多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）为浆细胞恶性肿瘤，其增殖产生的单克隆免疫球蛋白（M蛋白）在血液或尿液中积聚导致“CRAB”症状即贫血、肾损害、高钙血症和溶骨性病变。据统计，MM的年发病率为5/10万例，好发于老年男性［1］。在过去的20年中，蛋白酶体抑制剂（proteasome inhibitors，PIs）、免疫调节剂（immunomodulatory drug，IMiD）和自体干细胞移植（autologous stem cell transplantation，ASCT）的广泛应用，为MM患者提供了更多的治疗选择。来那度胺和硼替佐米的应用使MM患者的生存期得到显著改善［2］，中位生存期（median overall survival，mOS）从3～4年延长至7～8年［3］，5年生存率（overall survival，OS）从 32.6%上升至46.4%［1］。目前，MM仍无法治愈，多数患者会产生耐药，导致疾病复发甚至死亡。临床对于耐药复发的患者，大多给予相应的替代药物，目前许多新药可用于治疗复发难治性MM，包括近年来美国食品药品监督管理局（FDA）批准的药物，如第2、3代蛋白酶体抑制剂艾沙佐米（ixazomib）和卡非佐米（carfilzomib），免疫调节剂泊马度胺（pomalidomide），单克隆抗体（daratumumab和elotuzumab），组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibitors，HDACis）和一些新的靶向药物（如信号转导调节剂、纺锤体驱动蛋白抑制剂、NF-κB、MAPK和AKT通路抑制剂）等［4］。本文就HDACis对MM的杀伤机制及其在复发难治性MM中的治疗进展进行综述。

1 组蛋白乙酰化和组蛋白去乙酰化

组蛋白乙酰化是由组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase，HAT）将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白氨基酸末端特定的赖氨酸残基上，组蛋白乙酰化有利于DNA与组蛋白八聚体的解离，核小体结构松弛，从而使各种转录因子和协同转录因子与DNA结合位点特异性结合，激活基因的转录［5］。在细胞核内，组蛋白乙酰化和组蛋白去乙酰化过程属于动态平衡，并由HAT和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）共同调控［6］。组蛋白乙酰化在抗肿瘤增殖中发挥重要作用，特别是调节细胞周期、诱导细胞凋亡和分化方面作用显著［6］。HDACis通过抑制HDAC，促进组蛋白乙酰化，从而发挥抗肿瘤作用。自确认HDACis后，研究者随后又发现多个HDAC同工酶［7］，目前共确认4类HDACis，其中3类含金属（Zn2+）及1种NAD+依赖的HDACis。HDAC 1、HDAC 2、HDAC 3和HDAC 8属于Ⅰ类HDAC；HDAC 4、HDAC 5、HDAC 7和HDAC 9属于Ⅱa类，而HDAC 6和HDAC 10为Ⅱb类；HDAC 11是Ⅳ类中唯一成员。共有7种去乙酰化酶（SIRTs）即SIRTs1～7，其中HDACⅠ类为组成性表达，其他HDAC则为选择性表达。HDACis通常靶向Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ［7］。基于HDACis对细胞的调控作用，早期研究表明HDACis对皮肤T细胞淋巴瘤（cutaneous T-cell lymphoma，CTCL）和外周T细胞淋巴瘤（peripheral T-cell lymphoma，PTCL）等恶性淋巴系统肿瘤具有生物活性［8］。panobinostat则是第1个获批可用于其他恶性肿瘤的HDACis，也获批用于治疗复发难治性MM。现已成为多种肿瘤（神经母细胞瘤、子宫内膜癌、胃癌、结肠癌、子宫颈癌、肺癌、乳腺癌等）新的治疗靶点［9］。相关临床研究表明［10-11］，HDACis联合其他抗骨髓瘤药物对复发难治性MM患者具有良好的抗肿瘤活性。

2 HDACis对MM细胞的杀伤机制

2.1 诱导氧化应激和DNA损伤

HDACis可以使硫氧还蛋白结合蛋白-2（thioredoxin binding protein-2，TBP-2）水平增加，抑制硫氧还蛋白（thioredoxin，Trx）的活性，而Trx是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的主要清除剂，由于Trx活性被抑制，使细胞内ROS累积，从而增加氧化应激，导致氧化性DNA损伤，而氧化性DNA损伤可以诱导氧化相关激酶，如血红素加氧酶-1、c-Jun N端激酶、P38丝裂原活化蛋白激酶等活化，激活线粒体介导的凋亡途径，从而诱导MM细胞凋亡［12］。

2.2 诱导细胞周期停滞

细胞周期由细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（cyclin dependent kinases inhibitors，CKIis）共同调控，P53蛋白可与P21的启动子结合增加P21的表达，而HDAC1可与P53竞争性结合P21启动子抑制P21表达，而HDACis通过抑制HDAC1活性使P21表达增加，从而诱导MM细胞周期停滞在G0/G1期［13］。

2.3 诱导细胞凋亡

HDACis可激活内源性和外源性通路诱导细胞凋亡［14］。HDACis介导的内源性通路的激活通过下述方式实现：1）下调抗凋亡Bcl-2家族因子（如Bim、Bak、Bax、Noxa和PUMA）和上调促凋亡Bcl-2家族因子（Bcl-2和Bcl-X）；2）下调凋亡抑制剂（inhibitor of apoptosis protein，IAP）；3）损伤线粒体使凋亡诱导因子（apoptosis inducing factor，AIF）和细胞色素C在细胞质中释放。HDACis还可以通过上调caspase-8蛋白和下调Flice-like抑制蛋白（caspase-8抑制剂）激活外源性通路，从而诱导细胞凋亡［12，15］。

2.4 抑制聚集体形成

未折叠蛋白（unfolded protein response，UPR）反应依赖于HDAC6，使α-微管蛋白去乙酰化，从而使蛋白质聚集体在微管蛋白链上迁移并形成聚集体［16］。HDACis可抑制HDAC6，阻碍聚集体形成，而PI抑制蛋白酶体的作用机制现已明确，HDACis与PI联合应用可双重抑制蛋白酶体和聚集体降解错误蛋白，激活UPR途径，诱导MM细胞凋亡［16］。

2.5 抗血管生成

各种促细胞分裂剂，如血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和碱性成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor 2，FGF-2）已经涉及多种恶性肿瘤的血管生成过程。白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是骨髓瘤细胞的生长因子，IL-6和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）可以促进表达白细胞介素-6受体（interleukin-6 receptor，IL-6r）的MM细胞分泌VEGF［17］。有研究表明［18］，在组蛋白乙酰化的状态时，VEGF可以刺激参与血管生成的许多基因（FLT-1、KDR和血管生成素-2）其启动子中潜在的E2F1结合位点，导致上述启动子的转录激活，促进血管生成。HDACis可以抑制组蛋白乙酰化状态，从而抑制血管生成。HDACis可以通过抑制Ⅱ类HDAC，从而使血管内皮生长因子受体-1（vascular endothelial growth factor receptor-1，VEGFR1）和血管内皮生长因子受体-2（vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR2）蛋白表达降低，从而抑制VEGF活性［19］。因此，HDACis可以直接抑制VEGF或通过下调组蛋白乙酰化状态，抑制VEGF参与血管生成通路，从而抑制血管的生成。

3 HDACis在MM治疗中的应用

目前正在开发的HDACis有vorinostat、belinostat、entinostat、mocetinostat和romidepsine，分别作用于不同的HDAC靶点。

3.1 HDACis单药治疗MM

在单药vorinostat治疗复发难治性MM患者的临床Ⅰ期试验中，受试患者口服 vorinostat（200、250、300 mg），2次/d，持续5 d，4周为1个周期或口服vorinostat（200、300、400 mg），2次/d，持续14 d，3周为1个周期，直至疾病进展或出现不可耐受的不良反应，10例患者中9例评效为疾病稳定［20］。Niesvizky等［21］开展的romidepsine临床Ⅱ期试验，13例MM患者接受romidepsine（13 mg/m2d1、8、15，静滴4 h，28 d为1个周期）中位治疗时间为2个周期，其中12例患者4例出现M蛋白稳定，其他患者的骨痛和高钙血症得到明显改善。

3.2 HDACis联合其他药物治疗MM

HDACis与PI联合应用可双重抑制蛋白酶体和聚集体。有研究表明［15，22］，HDACis还可以直接抑制蛋白酶体的活性及其亚基的表达，并增强MM细胞对PI抑制蛋白酶体的敏感性。HDACis也可增强其他促凋亡药物的抗MM活性，包括地塞米松和IMiDs［15］。

3.2.1 双药联合 Siegel等［23］招募143例接受至少2种药物（既往应用硼替佐米耐药）的复发难治性MM患者，使其应用vorinostat（400 mg/d，d1～14）联合硼替佐米（1.3 mg/m2，d1、4、8、11）治疗2～4个周期。结果显示，上述患者的mOS为11.2个月，2年OS为32%。该治疗方案具有良好的耐受性，常见不良反应为血小板减少（69.7%）、恶心（57.0%）、腹泻（53.5%）、贫血（52.1%）和疲劳（48.6%）。

Dimopoulos等［24］开展了随机、双盲、安慰剂对照的临床Ⅲ期试验，招募637例接受过1～3项治疗方案的非顽固性复发难治性MM患者。其中vorinostat组（vorinostat联合硼替佐米）317例，安慰剂组（安慰剂联合硼替佐米）320例，观察到vorinostat组患者疾病显著改善，vorinostat组与安慰剂组的总缓解率（overall response rate，ORR）分别为54%和41%（P＜0.001），与安慰剂组相比，vorinostat组的无进展生存期（progression free survival，PFS）增加（7.6个月vs.6.8个月；HR=0.770，P=0.010），疾病进展时间延长（7.7个月vs.7.0个月；HR=0.790，P=0.020）。两组最常见的3/4级不良反应为血小板减少症（45%vs.24%）、中性粒细胞减少症（28%vs.25%）和贫血（17%vs.13%）。

3.2.2 三药联合 Richardson等［25］研究为panobinostat（20 mg/d）与硼替佐米（1.3 mg/m2）及地塞米松（20 mg/d）联合治疗55例复发难治性MM患者，ORR为34.5%。Bilotti等［26］开展的26例复发难治性MM患者接受vorinostat、来那度胺和地塞米松三药联合治疗，ORR为31%，mOS为28.5个月。San-Miguel等［27］开展的临床Ⅰb期研究，47例复发难治性MM患者接受panobinostat联合硼替佐米治疗，该试验在剂量扩展阶段加入地塞米松，结果显示在扩展阶段的ORR为73.3%，而在剂量递增阶段ORR仅为52.9%，表明联合地塞米松的三药联合治疗可显著提升有效率。San-Miguel等［27］随后开展一项大样本研究，入选768例MM患者，并进行随机分配，其中387例随机分配到panobinostat组（panobinostat联合硼替佐米和地塞米松），381例患者分配到安慰剂组（安慰剂联合硼替佐米和地塞米松），两组的中位PFS（median PFS，mPFS）分别为11.9个月和8个月（P＜0.001），完全缓解（complete response，CR）或接近完全缓解（near complete response，nCR）患者分别为107例和60例（P＜0.001），panobinostat组比例显著高于安慰剂组，panobinostat组228例（60%）有严重不良反应发生，安慰剂组有157例（41%）有严重不良反应发生。两组常见不良反应发生率分别为血小板减少症（67%vs.31%）、淋巴细胞减少（53%vs.40%）、腹泻（26%vs.8%）、周围神经病变（18%vs.15%）、虚弱和疲劳（24%vs.12%）。30例复发难治性MM患者接受vorinostat、来那度胺和地塞米松三药联合治疗［11］。结果显示，47%达到部分缓解（partial response，PR）及以上，其中31%为既往来那度胺耐药，32%为既往PIs耐药。

3.2.3 四药联合 Vesole等［28］研究显示，17例MM患者接受卡非佐米、来那度胺、vorinostat和地塞米松四药联合治疗，其ORR为53%，12%达到非常好的部分缓解（very good partial response，VGPR），41%达PR，mPFS为12个月，常见的不良反应≥3级，包括中性粒细胞减少症（53%）、血小板减少症（53%）和贫血（41%）。

综上所述，HDACis可以通过调节组蛋白乙酰化和组蛋白去乙酰化水平，参与MM细胞基因转录，诱导氧化应激和DNA损伤，促进细胞周期停滞，诱导细胞凋亡，抑制聚集体及血管形成。上述临床试验表明，HDACis与其他抗骨髓瘤药物的联合治疗具有较好的临床效果，对于既往PI或来那度胺耐药的患者，联合HDACis为较好的选择，但是HDACis等多药联合的不良反应发生率也相对提高。鉴于此，深入了解HDACis在体内的药代动力学、组织分布、作用靶点和生物学作用的复杂性，有助于提高抗肿瘤效应并减少不良反应，为复发难治性MM的治疗和预后带来更多的可能。