WT1基因在AML中的意义

王晓亮，李丽梅

急性髓细胞白血病（AML）是源于造血干/祖细胞的恶性克隆性疾病，其发生发展过程中常伴多种染色体和基因异常，且与发病机制、疾病诊断、预后密切相关。然而，除基因突变外，转录后和翻译水平的修饰在 AML 的发病中也发挥着重要作用。肾母细胞瘤基因 1（Wilm's tumor gene1，WT1）具有抑癌基因和原癌基因的双重功能，是一种有效的转录调控因子，在细胞凋亡、存活及促进细胞增殖、生长、转移、分化和发育等方面起着至关重要的作用，在 80% ～90% 的 AML 患者骨髓和外周血存在高表达，目前已作为AML 患者微小残留病（MRD）监测的指标之一，在 AML的免疫治疗方面也具有前景。本文就其功能及在 AML 中的作用作一综述。

1 WT1 的结构及功能

WT1 基因位于 11p13 染色体上，长度为 50 kb，有10 个外显子，编码一种 DNA 结合蛋白。研究显示，WT1广泛表达于上皮、间充质、造血系统和神经元组织等来源的恶性肿瘤[1]。WT1 的羧基端有 4 个锌指结构，可与富含 GC 的同源序列结合，作为转录激活因子或抑制物调控细胞的生长和代谢。其氮末端结构域富含谷氨酸/脯氨酸[2]，通过与核糖核酸和蛋白质作用，发挥转录调节功能[3]。WT1 mRNA 有两个重要的剪接区域。一种是在锌指区和谷氨酸/脯氨酸富集区插入外显子 5 的剪编码的 17 个氨基酸序列；另一种是在外显子 9 和 10 之间插入 3 个氨基酸（赖氨酸-苏氨酸-丝氨酸，KTS）片段，改变锌指结构 3 和4 之间的间距，导致 DNA 结合能力降低而 RNA 结合增强[4]。不同的剪接方式可产生四种不同的蛋白质亚型：WT1 A（17AA-/KTS-）、WT1 B（17AA-/KTS+）、WT1 C（17AA+/KTS-）、WT1 D（17AA+/KTS+），其中，大部分为 KTS 阳性亚型[5]。因此，WT1 对特定基因的转录激活或抑制作用，取决于与其结合的位点及数目，WT1 的差异表达在肿瘤的生长、侵袭、转移等方面具有重要意义。WT1 的 N 端结构域由 4 种氨基酸组成，与其转录调节功能相关。WT1 的 C 末端由 4 个锌指结构域组成，这种锌指结构结合 DNA 序列并调节基因转录[6]。

2 WT1 在 AML 中的意义

2.1 WT1 基因在初诊 AML 中的表达及意义

WT1 在 AML 中的异常表达与抗药性相关。Barragán等[7]研究揭示 WT1 高表达的 AML 患者的治疗反应差，预后不良，初诊时 WT1 高表达的 AML 患者 3年总生存期（OS）明显差于 WT1 低表达患者。而 Miglino 等[8]研究结果与其截然相反，认为 WT1 高表达与较长的无事件生存期（EFS）及 OS 相关。另有研究证实 WT1 的表达量与预后无显著相关性。WT1 复发突变可能与 AML 的发生相关，这些突变有缺失、插入、碱基替换等，大多数突变表达阴性，可能导致 AML 祖细胞分化阻滞[9]。进一步研究显示，其突变常发生在正常核型 AML 中，且不伴随 TET2、IDH1、IDH2 等突变。有研究通过体外实验证实了 WT1 突变与 DNA 甲基化密切相关[10-11]。Rampal 等[12]揭示 WT1突变通过降低 TET2 活性，进而促进 DNA 甲基化。此外，WT1 以 TET2 为辅因子，调控母系表达基因 3（MEG3）的甲基化水平来诱导 G0/G1 期细胞凋亡，调节 p53 表达抑制细胞增殖。而在 WT1 或 TET2 突变的 AML 细胞系中，MEG3 的 lncRNA 显著下调，导致细胞凋亡受抑进而促进 AML 的发生。综上所述，在 AML 发病中可能存在WT1-TET2-MEG3 通路的异常，WT1 突变可能是 AML 发病的一个关键因素。一项研究纳入了 33 名 AML 的成人和儿童患者，其中有 4 名 WT1 突变，而 WT1 突变的患者中无一人获得完全缓解，且总体存活率较野生型组的患者低。许晶等[13]分析发现对于总体 AML 患者而言，WT1 基因突变型组较野生型组相比，其 OS 及无病生存期（DFS）无差异，亚组分析中提示对于儿童 AML，WT1 基因突变患儿 OS 率低于野生型组。分析发现 WT1 突变更易在儿童 AML 中表达。有研究结果与之相同，不同的是发现对于 AML 患者，WT1 高表达组的原始细胞群 CD34+细胞比例高于低表达组，CR（完全缓解）及中位生存时间远远低于低表达组[14]。持有不同观点的是，WT1 高低与患者的CR 并无关系，但是却影响了长期预后，WT1 高表达，预后会较差[15]。但最近有相关报道显示 WT1 过高表达是非M3 的 AML 患者良好预后因素，当然，这还需要大量实验去验证。WT1 突变与 AML 预后的研究较多，但其在 AML中的意义仍存在争议。

2.2 WT1 动态监测对 AML 的预后意义

MRD 的检测对复发、无病生存期及总体生存率具有重要意义。对 AML 病人随访发现，WT1 动态监测不仅可以用于评估 MRD，而且可以预测 AML 复发[16]。有研究表明，WT1 与原癌基因 BCL2、肿瘤抑制基因 p53 相互作用，参与 AML 的发生。WT1 基因与 BCL2 控制着细胞凋亡，可以作为评估 AML 预后的标志物，表达增加都可以影响AML 的缓解及总体生存率[17]。尽管在治疗方面已取得很大进展，但仍有较高的复发率及死亡率，尤其是年龄较大的患者，预后及总生存率明显不如年龄相对较小的，治疗的失败可能与细胞耐药的产生相关。随着治疗的进行，原来存在于体内的耐药细胞亚群，随着敏感细胞被选择性杀死而逐渐聚集、增殖，并最终成为原发耐药细胞群；或由于化疗药物诱导使细胞特性发生改变，导致继发性耐药的产生。研究发现WT1 表达与 AML 患者的数据密切相关，Østergaard 等[18]通过实时定量聚合酶链反应（RQ-PCR）研究了 AML 与患者骨髓中 WT1 的表达水平之间的关系，并且与健康志愿者结果对比发现，88% 的患者 WT1 表达水平过高，而诱导化疗后，研究总量中有 73% 患者 WT1 表达水平明显地下降，总生存时间相对增加。表明急性髓系白血病中 WT1 的低表达和高表达分别与临床缓解和复发相关。大量数据显示，相较于正常人，WT1 基因高表达存在于大量初诊的AML 患者骨髓和外周血中，化疗缓解后其表达降低或消失，可作为 MRD 检测及疾病复发的指标之一。

2.3 WT1 在检测 MRD 中的意义

化疗作为 AML 患者的标准治疗，其预后显得尤为重要，MRD 的检测对 AML 化疗预后具有重要意义，寻找MRD 标志物用来检测化疗治疗情况及复发，而 WT1 作为AML 中 MRD 的标志物具有重要意义。MRD 有利于识别AML 的早期复发，多项研究表明 MRD 为 AML 预后分层的重要依据，对进一步治疗有着指导意义[19]。异基因造血干移植是 AML 治疗完全缓解（CR）后的有效治疗[20]。Ido 等[21]对 WT1 表达水平进行了回顾性分析：AML 缓解与复发相比，WT1 表达显著降低；而接受异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）的 AML 患者中，WT1 低表达与高表达相比，死亡率大大地降低，提示 WT1 高表达存在复发风险。Liu 等[22]研究发现接受异基因造血干细胞移植的患者，较移植前相比，WT1 表达显著较低。结果显示 WT1 表达与异基因造血干细胞的移植治疗效果呈负相关。张熔等[23]研究发现，首次诱导缓解后，WT1 高表达组无复发生存（RFS）率远远低于低表达组，而复发率却显著高于低表达组。可以推测 WT1 的上调可能与 AML 患者的预后密切相关。结果显示 WT1 适合作为 AML 患者检测 MRD 和预测复发的指标。

2.4 AML 中 WT1 免疫治疗的未来研究

WT1 免疫治疗的研究有很多，已经有人尝试做实验研发疫苗对抗 WT1。当然，疫苗的接种也会产生相应的副作用，最常见反应为疲劳和皮肤硬结。迄今为止，仍没有充分论据能够证明 WT1 在正常组织中的表达及其在造血中的作用情况。已有的单克隆抗体实验证实，这种抗体可以识别白细胞抗原的 WT1 肽片段，其疗效已经在人类白血病移植的小鼠中开始显现[12]。WT1 作为 AML 的标志物的优势是成为免疫治疗的潜在靶点。WT1 基因的表达和突变都与 AML 有关，明确了血液和实体恶性肿瘤的免疫治疗目标[24-25]。WT1 肽疫苗的接种可以诱导细胞毒性 T 淋巴细胞分化及防止其复发，导致粒细胞和白血病原始细胞的数量减少，维持 AML 的长期完全缓解[26]。关于 WT1 疫苗疗效的研究，对接种了牛分枝杆菌卡介苗和 WT1 肽的小鼠进行了研究，发现与未接种的小鼠相比，存活时间显著延长。可以得出结论——卡介菌多糖核酸可能会提高 WT1 疫苗对 AML 患者的临床疗效[27]。当前，WT1 疫苗的免疫治疗研究处于尚不成熟阶段，WT1 肽疫苗需结合其他辅助手段治疗。这种疫苗的优点在于耐受性良好，部分患者中发现了成纤维细胞减少和血液学改善[28-29]。最近几年研究表明了WT1 肽疫苗在 AML 患者中使用的安全性和有效性。这些结果表明 WT1 疫苗能刺激特异性免疫反应，改善 AML患者的预后，这对 AML 的治疗前景很大。

3 问题与展望

WT1 在分子遗传学和治疗研究领域的新进展，大大地提高了 AML 患者的总体生存率及无事件生存率。对 WT1基因突变和表达影响 AML 有了进一步的认识，促进了WT1 作为潜在生物标志物在 AML 预后、MRD 检测和免疫治疗中的应用。对于 AML 患者，检测 WT1 基因表达水平不仅有助于评估 AML 预后，而且还可以预测 AML的复发。欧洲白血病网络研究，WT1 已被用作标准检测方法，通过比较不同 WT1 表达的结果，用于评估白血病的预后[30]。急性髓系白血病是细胞恶性增殖为特征的肿瘤性疾病，逃避细胞凋亡是其恶性进展的标志，新的免疫治疗方案是人们重点关注的问题。年轻患者能够达到完全缓解的治疗效果，而老年人的预后差，治疗结果不尽人意。推测可能是年龄使治疗方案受到了限制。不仅如此，多药耐药的产生一直是白血病药物治疗的一大阻碍，也是其复发的主要原因，这就更需要有效解决白血病复发的治疗方法。可是 WT1 肽疫苗的治疗研究还处在早期试验阶段，虽产生了积极的反应，但还不够完善，还需要进行后期的临床试验，并进一步对试验结果进行评估。已有研究表明，WT1 肽疫苗治疗AML安全有效[31]。未来需要努力研究如何将 WT1 肽疫苗的治疗整合到 AML 治疗方案中。