维甲酸协同砷剂治疗急性早幼粒细胞白血病的机制进展

刘冯 董敏 肖丁华

[摘要] 急性早幼粒细胞白血病（APL）是急性髓细胞白血病的一种特殊亚型。目前APL患者的首选治疗方案是维甲酸（RA）协同砷剂。近5年来，RA协同砷剂治疗APL的机制在分子生物学和细胞遗传学方面出现一些新的研究成果。本文主要从额外基因的改变、非基因的分子机制、联合药物的机制、佐剂和载体等进行阐述，从而为今后的基础研究提供参考。

[关键词] 急性早幼粒细胞白血病;维甲酸;砷剂;机制

[中图分类号] R733.7          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2020）10（c）-0045-04

Mechanism of Retinoic acid combined with arsenic in the treatment of acute promyelocytic leukemia

LIU Feng   DONG Min   XIAO Dinghua

Department of Hematology， Affiliated Hospital， Guilin Medical University， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Guilin   541001， China

[Abstract] Acute promyelocytic leukemia （APL） is a special subtype of acute myeloid leukemia. The first-line treatment for APL patients is retinoic acid （RA） combined with arsenic at present. There has been some new research achievement about the mechanism of RA and arsenic in the treatment of APL appeared in molecular biology and cytogenetics in the past five years. This article mainly describes the changes of additional genes， non-genetic molecular mechanisms， mechanisms of combined drug， adjuvants and carriers， so as to provide a reference for future basic research.

[Key words] Acute promyelocytic leukemia; Retinoic acid; Arsenic; Mechanism

急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）作为急性髓细胞白血病的一种特殊亚型，具有独特的细胞遗传学改变即15号染色体上的早幼粒细胞白血病基因与17号染色体上的维甲酸受体α（promyelocytic leukemia retinoic acid receptor α，PML-RARα）融合基因[1]。应用维甲酸（retinoic acid，RA）和砷剂后APL患者的完全缓解（complete remission，CR）率可达90%以上[2-3]，因此近年来国内外APL诊疗指南将RA协同砷剂作为一线治疗方案[4-5]。关于RA协同砷剂治疗APL患者的效果及预后的高危因素影响，既往研究偏于从临床参数如年龄、体能状态等因素探讨，而近5年来RA协同砷剂治疗APL在分子生物学和细胞遗传学方面的机制进展，包括额外基因改变、非基因的分子机制、联合药物、佐剂和载体等，目前尚无相关论文总结。近年来，国内外学者陆续有一些新的研究成果，特此综述如下：

1 额外基因的改变

1.1 FLT3-ITD基因突变

探讨额外基因突变对全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）和三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO）治疗APL患者预后的可能影响。国内学者将535例应用ATRA协同ATO治疗APL患者中的266例作为对照组，其余269例作为测试组，以研究潜在的预后基因突变，包括FLT3-ITD或-TKD、N-RAS、C-KIT、NPM1、CEPBA、WT1、ASXL1、DNMT3A、MLL、IDH1、IDH2和TET2，结果发现额外的基因突变可以成为ATRA协同ATO治疗APL的不良预后因素[6]，表观遗传修饰基因突变可以成为ATRA协同ATO治疗APL的不良预后因素[6]。基因突变研究热点集中于FLT3-ITD方面，国内学者进一步研究显示，ATRA协同ATO抑制FLT3-ITD信号通路能改善APL患者的预后[7]。国内有学者利用APL小鼠模型证明，FLT3-ITD能明显抑制ATRA作用，表现为ATRA诱导的PML-RARα降解被減弱，PML核体重组和P53信号激活被减弱[8]。但是，ATRA和砷剂协同治疗完全挽救了FLT3-ITD APLs的治疗反应，恢复了PML-RARα的降解、PML核体的重组、P53的激活和APL的根除，强调了PML核体在ATRA协同砷剂治疗APL中的关键作用[8]。李娜等[9]进行病例对照回顾性分析，纳入101例初诊的成年APL患者，证实FLT3-ITD阳性患者较阴性患者的诱导死亡率高、缓解率低，FLT3-ITD阳性患者应用ATRA联合ATO方案较ATRA联合化疗的复发率降低，更能改善患者预后。Harinder等[10]类似病例研究进一步证实，APL首次完全缓解后口服ATO、ATRA和抗坏血酸维持治疗中的FLT3-ITD水平与复发相关。

与多数学者认为FLT3-ITD基因突变不利于APL患者预后的情形不同的是，有些国内外学者认为FLT3-ITD基因突变对APL患者的预后指标并没有明显不利影响。Baba等[11]使用聚合酶链反应（PCR）法检测45例ATRA协同ATO治疗的APL患者的FLT3-ITD突变情况，其中5例（11.1%）存在FLT3-ITD突变，发现FLT3-ITD突变的存在与APL患者疾病转归无关。国内一项70例回顾性病例研究也显示，FLT3-ITD突变对中、高危组总生存率（overall survival，OS）和无复发生存率（relapse-free survival，RFS）比较，差异无统计学意义（P > 0.05）[12]。

1.2 PML-RARα相关变化

大多数研究认为PML-RARα某些亚型或基因突变会引起ATRA协同ATO方案治疗APL患者预后不良或引起ATRA协同ATO方案耐药。在ATRA协同ATO处理的APL细胞模型[用相同的绿色荧光蛋白（GFP）标记]中，发现了一种对ATRA/ATO信号不敏感的PML-RARα调节失调基因irf8，可能参与APL患者发生ATRA/ATO耐药的过程[13]。病例个案报道1例APL患者因ATRA联合ATO治疗发生耐药导致治疗失败死亡，直接测序该患者后发现PML基因的A216V突变和RARα基因的R394W突变，这些突变影响PML/RARα等位基因，可能与ATRA联合ATO治疗APL耐药性相关[14]。Baba等[11]研究显示BCR-3转录物是导致ATRA协同ATO治疗的APL患者预后较差的因素之一，这也与克什米尔地区APL患者经常复发有关。仅有极少数研究观点认为CD34的表达和PML-RARα的亚型对APL患者OS和RFS无显著影响[12]。

1.3 其他基因改变

少见的基因改变也参与了ATRA协同ATO方案对APL的治疗中。异构酶Pin1是致癌信号网络的主要调节因子。ATRA通过靶向异构酶Pin1抑制APL的研究证明，ATO以Pin1为靶点，与ATRA协同，能发挥强大的抗癌活性。ATO能抑制和降解Pin1，并通过与Pin1活性部位的非共价结合抑制其致癌功能。ATRA通过上调水通道蛋白-9增加细胞对ATO的摄取。在临床安全剂量下，ATO和ATRA协同作用，能消融Pin1，以阻断多种癌症驱动途径，并在细胞和动物模型中抑制APL始动细胞的生长，包括患者来源的原位异种移植，如Pin1基因敲除，综合蛋白质和microRNA分析证实了这一点。因此，ATO和ATRA协同靶向Pin1，为治疗APL提供了有吸引力的方法[15]。为了解ATRA协同ATO治疗APL的持久效果，Huynh等[16]研究显示，ATRA协同ATO治疗APL，能诱导NB4细胞中靶基因，如转谷氨酰胺酶2（TG2）和RA受体β的高表达，并在治疗结束后可持续表达。ATRA协同ATO还可以诱导相似的组蛋白乙酰化富集，诱导了更大程度的目标基因持续去甲基化。因此，ATRA协同ATO治疗对靶基因的持續去甲基化与持续分化、基因表达的改变有关。Jambrovics等[17]进一步研究发现，应用NB4细胞，超氧化物的产生减少了2/3，分泌的炎症生物标志物显著降低，并以TG2表达依赖的方式进一步降低，可认为TG2的非典型表达能导致炎症的产生，并成为ATRA协同ATO预防分化综合征的潜在靶点，从而证实通过抑制非典型表达的TG2，能进一步增强ATRA协同ATO治疗APL的效果。近年还发现伴有一种新型基因NPM1-RARG-NPM1嵌合融合的患者，会产生对ATRA协同ATO治疗的抵抗作用[18]。

2 非基因的分子机制

近年来，关于RA协同砷剂治疗APL患者的机制包括细胞遗传学与分子生物学在内的热点研究领域，除了主要集中于细胞核内的基因以外，仍有一些其他细胞核外的非基因的分子标志物陆续受到重视。有学者分析了血清半乳糖凝集素-3（Galectin-3）浓度与ATRA协同ATO治疗的APL患者预后的关系[19]，多因素分析显示，血清Galectin-3是以ATRA和ATO为基础的一线治疗的APL患者RFS的独立不利因素;但研究者也指出，较高的Galetin-3水平与老年人（P < 0.001）、银屑病病史（P = 0.036）、凝血障碍（P = 0.042）和CD34表达（P = 0.004）密切相关，因此，Galectin-3对ATRA联合ATO治疗的APL患者的临床预后影响，仍待进一步研究。近年国内有学者发现[20]，与非ATRA协同ATO用药组比较，ATRA协同ATO可降低APL患者的血清白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平，降低APL患者的炎症反应，同时提高APL患者的生存率。细胞内的细胞器也参与RA协同砷剂对APL的治疗，Masciarelli等[21]研究内质网（ER）应激诱导RA协同ATO药物的敏感性，证实在ER应激下，ATO能有效地诱导RA敏感和RA耐药的APL细胞株凋亡。

3 联合药物的机制

依据APL患者新型的靶向分子标志物，在ATRA联合ATO方案中加入相应的靶向分子药物以增强疗效，这成为近年来的重要探索方向。

3.1 CD33单抗药物

APL作为AML的化疗敏感亚型之一，国外已应用CD33免疫类靶向药物吉妥珠单抗/奥佐米星（Go）加入ATRA联合ATO治疗，以改善高危组APL患者的治疗效果[22]。Abaza等[23]通过187例新诊断APL患者的前瞻性临床试验证实了采用ATRA联合ATO加入Go治疗，能提高治疗反应性。

3.2 化疗药物

ATRA协同ATO联合伊达比星被推荐为FMS相关酪氨酸激酶3内串联重复突变的APL患者的首选一线治疗方法[17]，国内学者也做了类似的研究[24]。

3.3 其他药物

有学者研究了SFK抑制剂pp2与ATRA协同ATO应用是否能增强APL细胞株NB4细胞的分化，以及维甲酸受体（RAR）靶基因产生的细胞间黏附分子-1（ICAM-1）表达的变化，结果显示，SFK抑制剂能促进APL细胞与ATRA和ATO的结合分化[25]。美国食品药品监督管理局（FDA）批准的SFK抑制剂，如达沙替尼和博苏替尼，可能有利于增强ATRA协同ATO对APL的治疗效果[25]。Farzaneh等[26]研究旨在确定抗肿瘤药物岩藻多糖与目前APL治疗方法的协同作用，选择NB4细胞，在体外用岩藻多糖加入ATO协同ATRA治疗时，NB4细胞的G0/G1期增加，膜联蛋白V/PI阳性凋亡细胞及DNA断裂。这种增殖的减少和凋亡的增加伴随着骨髓分化的增强、CD11b的表达增加，这些发现为使用岩藻多糖作为辅助治疗剂治疗APL提供了证据。

4 佐剂与载体

Patel等[27]研究一种新的非特异性DNA构建佐剂pvax14，当将其添加到ATO协同ATRA治疗APL时，pvax14 DNA的附加治疗可提高患者生存率，pvax14+ATO+ATRA处理的APL小鼠的存活率明显高于安慰剂+ATO+ATRA处理的APL小鼠，而单独用pvax14治疗的APL小鼠在存活率方面没有明显优势。国内学者将自组装纳米复合物用于砷-RA前体向APL细胞的共传递，为RA协同砷剂治疗APL提供了新的途径[28]。

5 小结

总之，在RA协同砷剂治疗APL患者的时代，可以预计发现更多新的、基于临床参数的分层系统与APL的疗效及预后因素的细胞遗传学和分子生物学的机制研究，同时涌现更多相应的靶向新药联合RA协同砷剂的治疗方案，让更多的APL患者受益。

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