许 杰,曹洋嘉,杜 俊,邱录贵,郝 牧
多发性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一种恶性浆细胞克隆疾病,是第二大常见的血液系统恶性肿瘤[1-2]。由于肿瘤细胞本身的遗传异质性强,加之肿瘤微环境对其复杂的调控作用,使得MM的发病机制目前尚未完全阐明。虽然经过长期的努力,骨髓瘤的治疗取得了一些突破性的进展,尤其是蛋白酶体抑制剂(硼替佐米)和免疫调节剂(来那度胺)批准入临床一线治疗以来,使患者的生存预后得到了显著的改善[3]。但MM目前仍然无法治愈,并且面临的复发耐药问题愈加突出。因此,寻求新的药物作用靶点和治疗策略显得迫在眉睫。现就2019年9月12—15日在美国波士顿举行的第17届国际骨髓瘤研讨会提出的有关MM治疗新靶点和新策略的热门话题进行概述。
肿瘤细胞自身的生物学异常与肿瘤的发生发展直接相关。一项来自哈佛大学Dana-Farber癌症研究所的研究显示MM中透明质酸介导的细胞游走受体(receptor for hyaluronan-mediated motility,RHAMM)的异常剪接与多聚嘧啶区结合蛋白(polypyrimidine tract binding protein,PTBP)1/2的上调正相关。RHAMM在包括MM在内的多种血液恶性肿瘤中过表达或者存在剪接失衡。在MM中,RHAMM-V3剪接体高表达和RHAMM-V3/FL比率升高导致MM细胞有丝分裂不稳定,并且与MM患者不良预后有关。我们知道,剪接异常与剪接调节元件的单核苷酸变异(single nucleotide variations,SNVs)和剪接因子的表达失调有关。因此,该研究团队查找公开的数据集发现RHAMM基因附近的SNVs总体发生率约为57%,其中72%在内含子区,28%在RHAMM的编码区。进一步,利用“HEXplorer”预测出4个候选SNVs可能通过影响剪接因子与剪接调节元件的结合或者改变剪接位点来促进RHAMM-V3的剪接。随后,这4个候选SNVs利用体内剪接试验得到了验证。另外,该团队还观察到剪接因子PTBP1/2的表达在骨髓瘤的发病进程中逐步升高。在H929细胞中外源表达PTBP1/2蛋白,再观察H929单细胞内RHAMM的剪接模式,发现RHAMM-V3/FL比率提高了2.5倍。进一步分析显示,RHAMM-V3在18%表达PTBP1的H929细胞中过表达,而表达PTBP2的细胞中则达到了37%。同时发现,在复发难治的MM骨髓标本中,不同亚群的细胞都过表达PTBP2。总之,该团队第一次提出MM中PTBP2升高可促进RHAMM-V3的过表达,并与患者不良预后相关。这或许可以指导我们利用寡聚核苷酸靶向沉默RHAMM-V3或者PTBP2的表达来使患者受益。
另外,西奈山伊坎医学院蒂施癌症研究所的一项报告指出:黑色素瘤抗原基因(melanoma antigen,MAGE)-A3可通过调节BIM和p21Cip1来介导MM细胞的增殖和存活。研究发现,MAGE-A3可抑制MM细胞凋亡和促进细胞周期进程。为了进一步研究其具体分子机制,该团队在p53+/+的人骨髓瘤细胞系MM1r和H929中敲降MAGE-A,然后进行RNA-seq并分析发现有201个差异表达基因(P<0.05),在差异表达基因排名靠前的基因中,8个是只含BH3的BCL2家族成员或凋亡通路基因,4个是细胞周期调节基因,3个是DNA结合/损伤修复基因。同时检测MAGE-A敲降后差异基因相应蛋白水平的变化,发现促凋亡蛋白BIM表达显著增加,但是其余BCL2家族蛋白并未发生改变。从这点来看,MAGE似乎介导的是BIM的翻译后修饰和降解。另外,还发现细胞内源性周期素依赖激酶抑制剂p21Cip1的蛋白水平也得到了提升,这与基因表达谱分析的结果一致。令人惊喜的是,敲降MAGE-A之后,MM细胞对化疗药物马法兰和帕比司他敏感性也增加了。为了进一步评估MAGE-A在临床标本中的意义,该研究者分析了“骨髓瘤基金会”提供的CoMMpass数据库,超过650例初诊MM患者依据MAGE-A3表达高低分组,发现多个MAGE家族基因和X染色体相关基因具有显著差异。基因富集分析显示,细胞周期和DNA复制相关信号通路具有显著差异,这与人骨髓瘤细胞系中分析的结果相似。生存分析显示,MAGE-A3高表达组(n=219)总生存较低表达组(n=212)差(HR=2.5,P<0.01)。并且这种生存差异在接受大剂量马法兰化疗和自体干细胞移植的亚组中更为显著。这些结果表明,MAGE-A3在转录和翻译后修饰水平负调控BIM的表达,并抑制p21Cip1的转录。最终使得MM细胞跨越G1阻滞和抵抗药物诱导的凋亡。
在MM中可经常观察到促癌因子MYC的扩增和过表达。但是经过多年的努力,直接靶向MYC的药物研发均宣告失败。因此,我们需要改变策略而间接抑制MYC的活性。TAZ是Hippo信号通路下游的一个转录共激活因子,且其在多种固体肿瘤中均显示出促癌作用。但是,近来New Brunswick大学的一项研究发现在MM中TAZ可通过下调MYC的表达而发挥抑癌因子的作用。在这篇报道中,我们发现与固体肿瘤不同的是TAZ在冒烟型多发性骨髓瘤和MM中却是序贯低表达的。而且,相对而言高表达TAZ的患者具有更好的生存预后。进一步研究发现,TAZ在MM患者和细胞系中是高甲基化的。而通过外源转导或者去甲基化药物地西他滨诱导提高TAZ的表达之后,MM细胞出现明显的凋亡现象,并提高了MM细胞对硼替佐米和帕比司他的敏感性。更为重要的是,该研究发现TAZ诱导的细胞凋亡不依赖于经典Hippo信号通路的成员LATS1/2或者TEAD转录因子家族成员。另外,对MM患者标本CD138+细胞和MM细胞系RNA-seq分析显示TAZ过表达与MYC的下调有关。因此,该研究揭示了TAZ在MM发生中的一个意想不到的作用,并为探索上调TAZ表达以恢复MM治疗敏感性的潜力提供了令人信服的理论基础。无独有偶,熊本大学和哈佛大学合作的一项研究显示赖氨酸去甲基化酶5A[lysine(K)demethylase 5A,KDM5A](也称作JARID1A/RBP2)可以促进MM的MYC转录程序而发挥癌促作用。并且发现pck82可能通过结合KDM5A和干扰KDM5A相关转录复合物形成来消除这种对MYC转录程序的激活作用。这提示KDM5A可以作为一种潜在的治疗靶标,指导临床。
还有一些研究指出:RAL(Ras样蛋白,一种小GTP酶)是一个有希望的治疗靶点,因为它可以独立于促癌因子Ras而调节MM细胞的存活和凋亡,并且可药理抑制其作用;抑制泛素受体PSMD4/Rpn10可作为克服硼替佐米耐药的MM治疗策略;小分子靶向降解泛素受体Rpn13是治疗MM的新策略;泛素结合酶E2 T(ubiquitin conjugating enzyme E2 T,UBE2T)通过同源性参与基因组来维持MM的重组,因此UBE2T可作为增强MM化学敏感性的潜在治疗靶点。
MM的发生发展不仅是MM肿瘤细胞自身的生物学异常所致,其所处的微环境也与MM发生发展息息相关。虽然免疫检查点抑制剂的研究在近几年发展得如火如荼,尤其是抗PD1/PDL1治疗,在多种固体肿瘤和血液系统肿瘤中取得了长足的进步。不幸的是,抗PD1/PDL1的免疫治疗在MM中却折戟沉沙收效甚微。本次会议有3篇关于MM中新型免疫检查点的研究报道,作者在此整理如下。
第一篇报道是来自挪威特隆赫姆大学的Sponaas教授团队。该团队指出肿瘤微环境中的腺苷起着免疫抑制的作用,可作为一个新型的治疗靶点以提高T细胞的免疫作用。两种胞外酶CD39和CD73共同催化胞外ATP产生腺苷。CD39在MM细胞和免疫细胞表面均有表达,而CD73则在骨髓白细胞和基质细胞表面表达。研究者发现MM患者骨髓浆中的腺苷浓度高于健康供者。并且发现CD39+MM细胞和CD73基质细胞共培养产生的腺苷使得抗CD3/CD28微球活化的T细胞增殖减弱,这一抑制作用可被A2ARA腺苷受体抑制剂逆转。相反地,体外实验证实CD39抑制剂POM-1和CD73单抗可以抑制腺苷的产生和逆转腺苷所致的T细胞增殖受阻。同样的,在小鼠体内模型中也观察到联合POM-1、CD73单抗和A2ARA腺苷受体抑制剂AZD4635能够阻滞腺苷的产生通路而激活免疫细胞,最终增加IFNγ的产生使得小鼠肿瘤负荷显著降低。这些结果提示我们腺苷酸途径参与了MM的发展过程,靶向该途径将使患者受益。
另一篇来自德国维尔茨堡大学医院的报道则是关于表达CD200的MM细胞抵抗T细胞介导的细胞毒性作用研究。与PD1/PDL1等经典的免疫检查点不太一样的是,CD200不仅在包含MM细胞在内的多种血液系统恶性肿瘤细胞表面表达,它还在多种免疫细胞表面表达。该团队发现,约75%的初发MM患者(n=43)中检测到CD200强阳性表达,但在所有检测的MM细胞系(n=9)中均未检测到CD200的表达。进一步将活化的CD3+T细胞与CD200-的MM细胞系共培养发现,与未活化T细胞组相比MM细胞存活和增殖减弱。相反地,CD200+的MM细胞(利用Sleeping Beauty transposon vector system构建CD200稳定表达的MM1r、L363和U266细胞模型)与活化的CD3+T细胞共培养发现相同时间内其增殖了2.5倍,提示CD200可抵抗T细胞介导的细胞毒作用。可喜的是,当CD200+的MM细胞与定向SLAMF-7的MM特异嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-Cell,CAR-T)共培养时,并未观察到CD200减弱该CAR-T介导的细胞毒作用。因此,CD200可作为一个新的免疫检查靶点而促进MM免疫疗法的进步。
还有一项来自哈佛大学Dana-Farber癌症研究所Anderson教授团队的研究表明:靶向骨髓瘤微环境中浆细胞样树突状细胞的泛素受体Rpn13/ADRM1增强抗骨髓瘤免疫。该团队利用“pDCs-T-NK-MM细胞”共培养模型,发现通过药理作用或者遗传学方法抑制pDCs(浆细胞样树突状细胞)中的Rpn13/ADRM1将激活pDCs细胞诱导MM特异的T细胞毒性作用和NK细胞毒性作用。可能的机制是内质网伴侣肌钙蛋白参与RA190介导的pDCs活化和抗MM免疫。并且,还发现阻遏Rpn13将有助于克服硼替佐米耐药的发生。
除了细胞周期或凋亡相关的靶点以及比较热门的微环境免疫疗法相关策略之外,此次会议还报道了一些MM治疗的其他策略。比如来自San Raffaele科学研究所的1篇报告利用MM细胞ATR成瘾的合成致死策略。该团队一方面联合ATR抑制剂和马法兰诱发DNA链间交联,另一方面,联合ATM抑制剂和多柔比星诱发双链断裂,然后进行体内体外实验对比观察细胞增殖、凋亡和肿瘤生长情况。结果发现ATR抑制与马法兰具有很强的协同作用,即使在耐药细胞中也是如此。该联合治疗对MM细胞系和患者原代细胞的显著增殖抑制和凋亡促进作用,可显著减轻体内肿瘤负担,延长生存期。相反,ATM抑制对骨髓瘤细胞存活的影响很小,即使与大剂量的多柔比星联用也是如此。这些结果表明骨髓瘤细胞在DNA修复中广泛依赖ATR,而非ATM。因此,在现有的治疗方案中加入ATR抑制剂可以提供一种新的治疗策略,对骨髓瘤患者有非常广泛的益处。
一篇来自澳大利亚血液病中心和莫纳什大学的研究报道:联合应用Panobinostat(LBH589)和β-catenin抑制剂Tegavivint(BC2059)在体内和体外均具有显著的抗MM活性。Panobinostat(LBH589)已经被FDA批准用于治疗复发难治的MM患者,而Tegavivint(BC2059)是经典Wnts信号通路核心调控因子β-catenin的抑制剂。首先发现,二者低剂量在U266和OCI-MY1细胞中具有协同作用(CI=0.569~0.883,CI<1说明协同),然后在患者原代细胞中观察到协同商SQ=1.2~2(SQ>2说明协同)。进一步研究发现,二者联用可快速(<24 h)下调β-catenin下游的靶蛋白c-myc、pan-myc、cyclinD1和cyclinD2等。另外,二者联用可下调MM细胞的氧化磷酸化和糖酵解过程,基础、最大和ATP耦合的耗氧率均显著下降。体内试验表明联用显著优于单药。未观测到小鼠血细胞减少和体重减少,说明小鼠造血功能和肠胃功能正常。小鼠安乐死后解剖发现骨形态正常,进一步分析发现小鼠成骨功能正常,但破骨功能受抑。这些结果将有助于指导临床侵袭/复发难治MM患者的治疗,是一个值得深入探究的治疗策略。
随着对MM分子生物学研究的深入,先后出现了蛋白酶体抑制剂、免疫调节剂、单克隆抗体、造血干细胞移植和CAR-T等多种治疗药物和策略。但由于肿瘤细胞自身遗传异质性较强,加之肿瘤微环境的复杂作用,使得目前仍然没有办法治愈。因此,迫切需要广大医务工作者和科研人员从其发生发展的分子机制和临床特征等诸多方面进行探索。