慢性髓性白血病相关信号通路的研究进展*

钱 丽 综述，曾 云 审校

(昆明医科大学第一附属医院血液科/云南省血液病研究中心，昆明 650032)作者简介：钱丽(1992-)，在读硕士，主要从事血液系统疾病的研究。 △ 通信作者，E-mail:zengyun_fyy@sina.com.cn。

慢性髓性白血病(chronic myelogenous leukemia，CML)是一种以髓系增生为主的造血干细胞恶性疾病，占成人白血病的15%，全球年发病率约为(1.6～2.0)/10万[1]；而在我国CML年发病率已由20世纪80年代的0.36/10万发展至近年的(0.39～0.55)/10万[2]。CML在临床上分为慢性期、加速期和急变期，当病程发展到加速期和急变期，病情往往难以控制。BCR-ABL融合基因的形成是该病的分子学基础，其表达的相应融合蛋白BCR-ABL(特别是P210蛋白)具有超乎正常的酪氨酸激酶活性，可通过诱导多方位的信号转导通路异常，干扰造血干/祖细胞一系列细胞的增殖和凋亡。而随着酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的临床应用，尤其是第一代TKI伊马替尼的问世，使CML患者的缓解率和长期生存率得到很大提高。相关数据表明，伊马替尼作为一线治疗药物，使CML患者的10年生存率达85%～90%[3]。但临床仍有部分患者出现对该药原发或继发的耐药，治疗效果不佳，特别是急变期患者。国内外研究发现，CML的发生、发展及耐药的产生，往往伴随着BCR-ABL下游信号传导通路的异常。现将近年来研究较热的Janus激酶(Janus Kinase，JAK)/信号传导及转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)、Hedgehog、Notch等信号通路与CML关系的相关研究综述如下。

1 JAK2/STAT信号通路与CML

JAK/STAT信号通路是众多细胞因子信号转导的共同途径，可使特异性靶细胞上基因表达快速改变，广泛参与细胞增殖、分化、凋亡以及炎症等过程； JAK家族是一类非受体型酪氨酸激酶，包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2，受BCR-ABL、细胞因子(如生长因子)激活后发生磷酸化，作用于STAT蛋白[4]。目前针对JAK2的靶向治疗早已成为研究热点。LUNDBERG等[5]研究证实，JAK2/STAT信号通路在髓系祖细胞及红细胞生成过程中有促进或调节细胞增殖、凋亡的作用。王蜀燕等[6]利用基因芯片杂交技术，在人慢性髓系白血病细胞(K562细胞)中检测到STAT5的固有激活，且STAT5固有结合于其特异性结合位点；而将显性失活的STAT5转染于K562细胞，检测到该位点的结合活性显著受抑制，随之K562细胞的增殖受限，提示JAK2/STAT5通路可影响K562细胞的转化，参与CML的发生。YE等[7]利用STAT基因缺陷小鼠模型，证实JAK2/STAT的缺失，使鼠的CML样疾病出现诱导和维持障碍；在表达BCR-ABL的慢性髓系白血病干细胞(CML-LSC)和CML患者CD34+细胞中，使用伊马替尼抑制BCR-ABL激酶活性，通过级联反应STAT5通路受到抑制，从而细胞增殖也出现一定程度的抑制。证明对CML患者而言，JAK2/STAT5通路的活化参与了疾病的发生。

2 Hedgehog信号通路与CML

Hedgehog蛋白是一种分泌性的信号蛋白，主要由Sonic hedgehog(Shh)基因编码产生，参与控制细胞增殖、调节不同类型细胞分化以及保持成体干细胞自稳态，其传递过程受靶细胞膜上两种受体Patched(Ptc)和Smoothened(Smo)的控制[8]。该通路的异常活化与包括CML在内的血液肿瘤的发生相关，并参与了正常造血干细胞(HSC)的损伤[9]。Smo作为一种跨膜蛋白，是Hedgehog信号向细胞膜内传递所必需的受体[8]。SEKE ETET等[10]利用Smo缺陷小鼠，发现Smo的缺失对白血病干细胞(LSC)的分化并无显著影响，但可抑制其再生，降低CML的发生率；而激活Smo则可增加LSC的数量并加速CML疾病的进展。PIMENTAL等[11]用Smo抑制剂环靶明(cyclopamine)治疗CML小鼠时，发现其体内CML-LSC数量明显减少，且生存期得到延长；用环靶明处理伊马替尼耐药的CML-LSC后，可检测到CML-LSC克隆能力降低。可见，抑制Hedgehog信号通路不仅可清除CML-LSC从而减少CML的发生、减缓CML病程的进展，对克服伊马替尼耐药性也有一定的作用。

3 Notch信号通路与CML

Notch信号通路是一个高度保守的信号通路，可调节正常造血干细胞(HSC)的分化、增殖和凋亡，维持HSC的特性[12]。有观点认为，有效活化的Notch信号与骨髓微环境一起参与调控HCS和LSC，可能抑制HSC自我更新，相反促进LSC的自我更新和增殖，参与白血病的发病和疾病进展[13-14]。STIER等[15]研究发现，CML-LSCs中存在Notch1和Notch2表达上调和Notch信号通路的异常活化。YIN等[16]在K562细胞中同样检测到了Notch信号通路的异常活化，且在CML病程中，活化的Notch信号可影响K562细胞分化，而激活Notch信号的同时，其中间产物亦可共同作用于K562细胞，引起细胞凋亡，过度表达活化形式的Notch1和Notch2则可抑制K562细胞的增殖。付伟[17]通过对基因芯片分析和体外实验验证后发现，Notch信号相关基因表达与CML存在关联，在伊马替尼耐药CML细胞中表达较高，同时在CML不同病程阶段表达水平也不同，加速期、急变期及复发患者中表达较高。进一步证实Notch信号通路与CML的发生发展及伊马替尼耐药有关。由此可见，该通路与CML的发生发展密切相关，与伊马替尼耐药也有一定关联。同时该研究者在伊马替尼处理的CML细胞中检测到Notch信号表达的变化，提出伊马替尼可能通过调控BCR-ABL酪氨酸激酶活性来调控Notch信号，为CML伊马替尼耐药机制的研究指出了新的方向。

4 Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路与CML

Wnt/β-catenin信号通路是Wnt通路中最重要且研究最为深入的部分。β-catenin是一种细胞骨架蛋白，作为Wnt通路中重要的信号传递因子，参与调节细胞的生长、增殖和细胞间的黏附，与血液系统恶性疾病的发生密切相关[18]。ZHAO等[19]通过建立造血系统中缺乏β-catenin的小鼠模型，发现β-catenin的缺失使小鼠向CML转化的能力显著减弱，且这些小鼠形成的HSC在长期生长和维持中存在缺陷。JAMIESON等[20]证实Wnt/β-catenin信号通路的激活，可促进CML-LSCs的自我更新和分化为白血病细胞的潜能，并参与了在CML的急性变及伊马替尼的耐药的发生。HEIDEL等[21]研究显示，β-catenin在急变期患者体内的表达量随着BCR-ABL基因的扩增而增高，药物或其他基因抑制β-catenin表达能够明显降低CML的耐药，并延缓其进入急变期。因此可推断Wnt/β-catenin信号通路的存在与CML的发生相关，该通路的异常激活，可能会增加CML的发病率，并且加快CML疾病的进展，诱导K562细胞耐药，而此条件下的急变及耐药，与BCR-ABL酪氨酸激酶有密切联系。

5 磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B，AKT)信号通路与CML

PI3K/AKT信号通路是BCR-ABL下游的关键信号通路之一，通过激活下游mTOR、核因子(NF)-κB等通路，灭活caspase凋亡相关基因，诱导细胞的增殖、分化，避免细胞发生凋亡，在维持细胞恶性生物学特性中起重要作用，其持续激活贯穿于CML病程中的各个时期[22-23]。KANG等[24]通过对K562细胞逆转录的研究，发现PI3K/AKT信号通路的活化，可通过改变体外K562细胞内caspase-3、caspase-8及NF-κB蛋白活性，促进K562细胞增殖，同时抑制其凋亡。刘张玲等[25]通过采用不同浓度的PI3K/AKT信号通路靶向抑制剂AKTi Ⅳ处理K562细胞，发现随着PI3K/AKT通路抑制时间的延长，K562细胞的增殖也受到了不同程度的抑制。其机制可能为AKT受抑制后，β-catenin表达下降，通过抑制Wnt/β-catenin信号通路阻碍细胞的生长信号传导，从而影响细胞生长。可推断PI3K/AKT信号通路的异常活化，与CML的进展相关，也同样提醒CML的发生发展并非某一信号通路的单独作用，复杂信号网中不同通路间的相互影响，共同调节慢粒细胞增殖及克隆形成能力，影响疾病进展。

6 MAPK信号通路与CML

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一组能被不同的细胞外刺激，如细胞因子、神经递质、激素、细胞应激及细胞黏附等激活的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，参与细胞的生长、分化、对环境的应激适应、炎性反应等多种重要的细胞生理/病理过程[26]。MAPK信号通路是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要部分之一，可分为不同的亚族，其中c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通路、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)通路及p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)通路已被证实与CML相关，且上述通路主要通过诱导K562细胞的凋亡参与CML的发展[27-29]。张进芳等[30]利用基因芯片数据库分析并得到与CML加速期和急变期相关的基因集，对这两组基因集进一步进行信号通路分析发现，在CML加速期和急变期存在MAPK信号通路、Wnt信号通路、JAK/SATA信号通路的异常激活，而这些信号通路可能通过调控CML-LSC的分化与凋亡，参与疾病进展。

7 展 望

对于CML而言，长期缓解或临床治愈是追求的治疗目标。继第一代TKI伊马替尼之后，尼洛替尼、达沙替尼等第二代TKI因其能够获得更快、更深的分子学反应，逐步成为CML患者的一线治疗方案之一[31-32]。2017年欧洲血液学年会上，ENESTfreedom和ENESTOP两项临床试验负责人提交了其最新数据，表明约有50%的慢性期费城染色体阳性慢性骨髓性白血病(CML)的成年人患者，在一线使用尼洛替尼治疗或从伊马替尼转换为使用尼洛替尼治疗至少3年以上(在停药前1年维持深度的分子反应)后，即使停止治疗2年后，依旧能够维持无治疗缓解状态。这一里程碑式的发现在CML的疾病管理方面迈出了巨大的一步。随着对CML研究的深入，CML病程中信号通路的异常同样成为研究的重点和热点，信号级联的水平或垂直封锁组合是否比阻断通路中某个单一节点更有效，相关信号通路中是否存在有效且不良反应最小的靶点，以及是否可利用不同通路间的相互抑制或激活来协同治疗CML，这些均是需要进一步探寻的问题。随着分子靶向治疗的持续发展，加上CML中相关信号通路机制的研究，寻找新的适宜的靶向药，或联合其他重要信号通路靶向药物，将会帮助更好地实现CML长期缓解或临床治愈的目标。