慢性髓性白血病相關信號通路的研究進展*

錢 麗 綜述，曾 云 審校

(昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院血液科/云南省血液病研究中心，昆明 650032)作者簡介：錢麗(1992-)，在讀碩士，主要從事血液系統(tǒng)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)是一種以髓系增生為主的造血干細胞惡性疾病，占成人白血病的15%，全球年發(fā)病率約為(1.6～2.0)/10萬[1]；而在我國CML年發(fā)病率已由20世紀80年代的0.36/10萬發(fā)展至近年的(0.39～0.55)/10萬[2]。CML在臨床上分為慢性期、加速期和急變期，當病程發(fā)展到加速期和急變期，病情往往難以控制。BCR-ABL融合基因的形成是該病的分子學基礎，其表達的相應融合蛋白BCR-ABL(特別是P210蛋白)具有超乎正常的酪氨酸激酶活性，可通過誘導多方位的信號轉導通路異常，干擾造血干/祖細胞一系列細胞的增殖和凋亡。而隨著酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的臨床應用，尤其是第一代TKI伊馬替尼的問世，使CML患者的緩解率和長期生存率得到很大提高。相關數據表明，伊馬替尼作為一線治療藥物，使CML患者的10年生存率達85%～90%[3]。但臨床仍有部分患者出現(xiàn)對該藥原發(fā)或繼發(fā)的耐藥，治療效果不佳，特別是急變期患者。國內外研究發(fā)現(xiàn)，CML的發(fā)生、發(fā)展及耐藥的產生，往往伴隨著BCR-ABL下游信號傳導通路的異?！，F(xiàn)將近年來研究較熱的Janus激酶(Janus Kinase，JAK)/信號傳導及轉錄激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)、Hedgehog、Notch等信號通路與CML關系的相關研究綜述如下。

1 JAK2/STAT信號通路與CML

JAK/STAT信號通路是眾多細胞因子信號轉導的共同途徑，可使特異性靶細胞上基因表達快速改變，廣泛參與細胞增殖、分化、凋亡以及炎癥等過程； JAK家族是一類非受體型酪氨酸激酶，包括JAK1、JAK2、JAK3和TYK2，受BCR-ABL、細胞因子(如生長因子)激活后發(fā)生磷酸化，作用于STAT蛋白[4]。目前針對JAK2的靶向治療早已成為研究熱點。LUNDBERG等[5]研究證實，JAK2/STAT信號通路在髓系祖細胞及紅細胞生成過程中有促進或調節(jié)細胞增殖、凋亡的作用。王蜀燕等[6]利用基因芯片雜交技術，在人慢性髓系白血病細胞(K562細胞)中檢測到STAT5的固有激活，且STAT5固有結合于其特異性結合位點；而將顯性失活的STAT5轉染于K562細胞，檢測到該位點的結合活性顯著受抑制，隨之K562細胞的增殖受限，提示JAK2/STAT5通路可影響K562細胞的轉化，參與CML的發(fā)生。YE等[7]利用STAT基因缺陷小鼠模型，證實JAK2/STAT的缺失，使鼠的CML樣疾病出現(xiàn)誘導和維持障礙；在表達BCR-ABL的慢性髓系白血病干細胞(CML-LSC)和CML患者CD34+細胞中，使用伊馬替尼抑制BCR-ABL激酶活性，通過級聯(lián)反應STAT5通路受到抑制，從而細胞增殖也出現(xiàn)一定程度的抑制。證明對CML患者而言，JAK2/STAT5通路的活化參與了疾病的發(fā)生。

2 Hedgehog信號通路與CML

Hedgehog蛋白是一種分泌性的信號蛋白，主要由Sonic hedgehog(Shh)基因編碼產生，參與控制細胞增殖、調節(jié)不同類型細胞分化以及保持成體干細胞自穩(wěn)態(tài)，其傳遞過程受靶細胞膜上兩種受體Patched(Ptc)和Smoothened(Smo)的控制[8]。該通路的異常活化與包括CML在內的血液腫瘤的發(fā)生相關，并參與了正常造血干細胞(HSC)的損傷[9]。Smo作為一種跨膜蛋白，是Hedgehog信號向細胞膜內傳遞所必需的受體[8]。SEKE ETET等[10]利用Smo缺陷小鼠，發(fā)現(xiàn)Smo的缺失對白血病干細胞(LSC)的分化并無顯著影響，但可抑制其再生，降低CML的發(fā)生率；而激活Smo則可增加LSC的數量并加速CML疾病的進展。PIMENTAL等[11]用Smo抑制劑環(huán)靶明(cyclopamine)治療CML小鼠時，發(fā)現(xiàn)其體內CML-LSC數量明顯減少，且生存期得到延長；用環(huán)靶明處理伊馬替尼耐藥的CML-LSC后，可檢測到CML-LSC克隆能力降低?？梢姡种艸edgehog信號通路不僅可清除CML-LSC從而減少CML的發(fā)生、減緩CML病程的進展，對克服伊馬替尼耐藥性也有一定的作用。

3 Notch信號通路與CML

Notch信號通路是一個高度保守的信號通路，可調節(jié)正常造血干細胞(HSC)的分化、增殖和凋亡，維持HSC的特性[12]。有觀點認為，有效活化的Notch信號與骨髓微環(huán)境一起參與調控HCS和LSC，可能抑制HSC自我更新，相反促進LSC的自我更新和增殖，參與白血病的發(fā)病和疾病進展[13-14]。STIER等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CML-LSCs中存在Notch1和Notch2表達上調和Notch信號通路的異常活化。YIN等[16]在K562細胞中同樣檢測到了Notch信號通路的異?；罨?，且在CML病程中，活化的Notch信號可影響K562細胞分化，而激活Notch信號的同時，其中間產物亦可共同作用于K562細胞，引起細胞凋亡，過度表達活化形式的Notch1和Notch2則可抑制K562細胞的增殖。付偉[17]通過對基因芯片分析和體外實驗驗證后發(fā)現(xiàn)，Notch信號相關基因表達與CML存在關聯(lián)，在伊馬替尼耐藥CML細胞中表達較高，同時在CML不同病程階段表達水平也不同，加速期、急變期及復發(fā)患者中表達較高。進一步證實Notch信號通路與CML的發(fā)生發(fā)展及伊馬替尼耐藥有關。由此可見，該通路與CML的發(fā)生發(fā)展密切相關，與伊馬替尼耐藥也有一定關聯(lián)。同時該研究者在伊馬替尼處理的CML細胞中檢測到Notch信號表達的變化，提出伊馬替尼可能通過調控BCR-ABL酪氨酸激酶活性來調控Notch信號，為CML伊馬替尼耐藥機制的研究指出了新的方向。

4 Wnt/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)信號通路與CML

Wnt/β-catenin信號通路是Wnt通路中最重要且研究最為深入的部分。β-catenin是一種細胞骨架蛋白，作為Wnt通路中重要的信號傳遞因子，參與調節(jié)細胞的生長、增殖和細胞間的黏附，與血液系統(tǒng)惡性疾病的發(fā)生密切相關[18]。ZHAO等[19]通過建立造血系統(tǒng)中缺乏β-catenin的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)β-catenin的缺失使小鼠向CML轉化的能力顯著減弱，且這些小鼠形成的HSC在長期生長和維持中存在缺陷。JAMIESON等[20]證實Wnt/β-catenin信號通路的激活，可促進CML-LSCs的自我更新和分化為白血病細胞的潛能，并參與了在CML的急性變及伊馬替尼的耐藥的發(fā)生。HEIDEL等[21]研究顯示，β-catenin在急變期患者體內的表達量隨著BCR-ABL基因的擴增而增高，藥物或其他基因抑制β-catenin表達能夠明顯降低CML的耐藥，并延緩其進入急變期。因此可推斷Wnt/β-catenin信號通路的存在與CML的發(fā)生相關，該通路的異常激活，可能會增加CML的發(fā)病率，并且加快CML疾病的進展，誘導K562細胞耐藥，而此條件下的急變及耐藥，與BCR-ABL酪氨酸激酶有密切聯(lián)系。

5 磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B，AKT)信號通路與CML

PI3K/AKT信號通路是BCR-ABL下游的關鍵信號通路之一，通過激活下游mTOR、核因子(NF)-κB等通路，滅活caspase凋亡相關基因，誘導細胞的增殖、分化，避免細胞發(fā)生凋亡，在維持細胞惡性生物學特性中起重要作用，其持續(xù)激活貫穿于CML病程中的各個時期[22-23]。KANG等[24]通過對K562細胞逆轉錄的研究，發(fā)現(xiàn)PI3K/AKT信號通路的活化，可通過改變體外K562細胞內caspase-3、caspase-8及NF-κB蛋白活性，促進K562細胞增殖，同時抑制其凋亡。劉張玲等[25]通過采用不同濃度的PI3K/AKT信號通路靶向抑制劑AKTi Ⅳ處理K562細胞，發(fā)現(xiàn)隨著PI3K/AKT通路抑制時間的延長，K562細胞的增殖也受到了不同程度的抑制。其機制可能為AKT受抑制后，β-catenin表達下降，通過抑制Wnt/β-catenin信號通路阻礙細胞的生長信號傳導，從而影響細胞生長?？赏茢郟I3K/AKT信號通路的異常活化，與CML的進展相關，也同樣提醒CML的發(fā)生發(fā)展并非某一信號通路的單獨作用，復雜信號網中不同通路間的相互影響，共同調節(jié)慢粒細胞增殖及克隆形成能力，影響疾病進展。

6 MAPK信號通路與CML

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一組能被不同的細胞外刺激，如細胞因子、神經遞質、激素、細胞應激及細胞黏附等激活的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，參與細胞的生長、分化、對環(huán)境的應激適應、炎性反應等多種重要的細胞生理/病理過程[26]。MAPK信號通路是信號從細胞表面?zhèn)鲗У郊毎藘炔康闹匾糠种?，可分為不同的亞族，其中c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通路、細胞外調節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)通路及p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)通路已被證實與CML相關，且上述通路主要通過誘導K562細胞的凋亡參與CML的發(fā)展[27-29]。張進芳等[30]利用基因芯片數據庫分析并得到與CML加速期和急變期相關的基因集，對這兩組基因集進一步進行信號通路分析發(fā)現(xiàn)，在CML加速期和急變期存在MAPK信號通路、Wnt信號通路、JAK/SATA信號通路的異常激活，而這些信號通路可能通過調控CML-LSC的分化與凋亡，參與疾病進展。

7 展 望

對于CML而言，長期緩解或臨床治愈是追求的治療目標。繼第一代TKI伊馬替尼之后，尼洛替尼、達沙替尼等第二代TKI因其能夠獲得更快、更深的分子學反應，逐步成為CML患者的一線治療方案之一[31-32]。2017年歐洲血液學年會上，ENESTfreedom和ENESTOP兩項臨床試驗負責人提交了其最新數據，表明約有50%的慢性期費城染色體陽性慢性骨髓性白血病(CML)的成年人患者，在一線使用尼洛替尼治療或從伊馬替尼轉換為使用尼洛替尼治療至少3年以上(在停藥前1年維持深度的分子反應)后，即使停止治療2年后，依舊能夠維持無治療緩解狀態(tài)。這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)在CML的疾病管理方面邁出了巨大的一步。隨著對CML研究的深入，CML病程中信號通路的異常同樣成為研究的重點和熱點，信號級聯(lián)的水平或垂直封鎖組合是否比阻斷通路中某個單一節(jié)點更有效，相關信號通路中是否存在有效且不良反應最小的靶點，以及是否可利用不同通路間的相互抑制或激活來協(xié)同治療CML，這些均是需要進一步探尋的問題。隨著分子靶向治療的持續(xù)發(fā)展，加上CML中相關信號通路機制的研究，尋找新的適宜的靶向藥，或聯(lián)合其他重要信號通路靶向藥物，將會幫助更好地實現(xiàn)CML長期緩解或臨床治愈的目標。