骨髓增殖性腫瘤發(fā)病機(jī)制最新理解概述

師夢穎 王曉慧 王雅琪

【摘 要】骨髓增殖性腫瘤（MPN）是起源于多能造血干細(xì)胞水平的一種疾病，其特征為一系或多系骨髓造血細(xì)胞異常性克隆增殖。經(jīng)典費(fèi)城染色體（BCR-ABL）陰性的MPN主要包含PV （真性紅細(xì)胞增多癥）、ET （原發(fā)性血小板增多癥）、PMF （原發(fā)性骨髓纖維化）。MPN患者可出現(xiàn)各種疾病癥狀，如疲勞、乏力、體重減輕、較高風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生血栓和出血性事件，隨著時(shí)間可進(jìn)展為繼發(fā)性骨髓纖維化和急性白血病，特別是那些患有MF和高風(fēng)險(xiǎn)PV的患者，預(yù)期壽命也相應(yīng)降低了。近些年，遺傳和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的重大進(jìn)展使得有關(guān)MPN基礎(chǔ)的分子數(shù)據(jù)得以迅速積累。本文主要就MPN病理生理學(xué)的兩個(gè)機(jī)制進(jìn)行綜述：（1）體細(xì)胞MPN驅(qū)動(dòng)基因的突變;（2）髓系基因的協(xié)同驅(qū)動(dòng)突變。

【關(guān)鍵詞】MPN;JAK;2;MPL;CALR;表觀遺傳學(xué)

【中圖分類號】R82.8 ? ? 【文獻(xiàn)識別碼】B 【文章編號】1002-8714（2020）10-0298-01

骨髓增殖性腫瘤（MPN）是起源于多能造血干細(xì)胞水平的一種疾病，其特征為一系或多系骨髓造血細(xì)胞異常性克隆增殖。經(jīng)典費(fèi)城染色體（BCR-ABL）陰性的MPN主要包含PV （真性紅細(xì)胞增多癥）、ET （原發(fā)性血小板增多癥）、PMF （原發(fā)性骨髓纖維化）。MPN患者可出現(xiàn)各種疾病癥狀，如疲勞、乏力、體重減輕、較高風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生血栓和出血性事件，隨著時(shí)間可進(jìn)展為繼發(fā)性骨髓纖維化（MF）和急性白血病（AL） ，特別是那些患有MF和高風(fēng)險(xiǎn)PV的患者，預(yù)期壽命也相應(yīng)降低了。近些年，遺傳和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的重大進(jìn)展使得有關(guān)MPN基礎(chǔ)的分子數(shù)據(jù)得以迅速積累。近些年， 隨著JAK 2、MPL、CARL等驅(qū)動(dòng)基因突變的出現(xiàn)和了解，對理解MPN的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療具有重大意義。此外，包括TET 2、DNMT3A、ASXL1、EZH 2、TP53、LSD 1等表觀遺傳學(xué)突變也參與了MPN的進(jìn)展和轉(zhuǎn)化。本文主要就MPN病理生理學(xué)的兩個(gè)機(jī)制進(jìn)行綜述：（1）體細(xì)胞MPN驅(qū)動(dòng)基因的突變;（2）髓系基因的協(xié)同驅(qū)動(dòng)突變。

1 體細(xì)胞MPN驅(qū)動(dòng)基因的突變

（1）JAK 2突變

JAK 2屬于Janus激酶家族，其中也包括JAK 1、JAK 3和TYK 2。JAK 2有兩個(gè)羧基末端JH結(jié)構(gòu)域，其與酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域保持高度同源性。一個(gè)保留了功能，稱為激酶結(jié)構(gòu)域（JH 1）另一個(gè)缺乏激酶活性的關(guān)鍵氨基酸，被稱為假激酶結(jié)構(gòu)域（JH 2）。JH 2結(jié)構(gòu)域的缺失負(fù)調(diào)控JAK 2酶的活性。JAK 2激活的受體信號傳導(dǎo)過程中配體結(jié)合細(xì)胞因子（EPO、TPO、催乳素、G-CSF等）受體引起構(gòu)象變化，使JAK 2分子相互接觸。JAK 2和受體發(fā)生自身和反式磷酸化。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（STAT）分子被招募并磷酸化，在磷酸化后，STATs二聚體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，與特定的調(diào)控因子相互反應(yīng)并誘導(dǎo)靶基因轉(zhuǎn)錄[1]。抑制分子通過去磷酸化（SHP-1）和競爭STAT結(jié)合位點(diǎn)（PIAS或SOCS）調(diào)節(jié)JAK 2的活化[2-3]。

JAK 2基因位于9p24染色體上，JAK2V617F發(fā)生在自抑制的JH 2結(jié)構(gòu)域，JAK2V617F突變解除了假激酶結(jié)構(gòu)域的自抑制作用，通過JAK-STAT（STAT 5和STAT 3）、MAPK和PI3K/AKT途徑導(dǎo)致下游信號的本構(gòu)激活，從而導(dǎo)致有絲分裂絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶、抗凋亡基因和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá)，這導(dǎo)致造血細(xì)胞的增殖優(yōu)勢[4]。JAK2V617F突變可以發(fā)生在95%以上的PV患者和50%-60%的ET或PMF患者中[5] 。

（2）MPL變異

MPL是TPO的細(xì)胞表面受體。MPL信號通過它與JAK 2和TYK 2的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致磷酸化的MPL和JAK 2/TYK 2同時(shí)激活STAT 3、STAT 5、ERK/MAPK和PI3K/AKT信號通路。MPLW 515L能獨(dú)立于配體結(jié)合激活JAK-STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。MPLW515L表達(dá)的造血細(xì)胞對TPO刺激有超敏反應(yīng)，提示MPLW515L陽性造血祖細(xì)胞與野生型造血祖細(xì)胞相比可能具有選擇性增殖優(yōu)勢[6]。在MPN里，MPLW515L突變是又一被發(fā)現(xiàn)可激活JAK-STAT傳導(dǎo)通路的基因突變，其次是W515R[7]，它存在于少數(shù)JAK2V617F突變陰性的ET和PMF中[8]。MPLW515L的表達(dá)引起骨髓增生，表現(xiàn)為脾腫大、白細(xì)胞增多、明顯的血栓性增高、髓外血小板增多、骨髓纖維化等[9]。

（3）CALR突變

鈣網(wǎng)蛋白（CALR）出現(xiàn)在人類染色體19p12，有9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子[10]。CALR基因是組成許多細(xì)胞中一種參與細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過程的伴侶蛋白。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，它是一種鈣結(jié)合蛋白，正常CALR的C端有KDEL（賴氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸）基序，這對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)的保留具有重要意義，而突變型CALR的C端沒有這樣正常的基序。突變型CALR的C末端結(jié)構(gòu)域包含一個(gè)新的帶正電荷的氨基酸序列。實(shí)驗(yàn)證明CALR突變可以誘發(fā)ET樣可移植性疾病，但PMF的發(fā)育需要純合的CALR突變，在小鼠模型中的疾病表型可能是由于起源細(xì)胞CALR表達(dá)水平的差異所致【9-11】。

（4）三陰性MPN

明顯缺乏JAK 2（V617F）或外顯子12突變的PV表型的患者非常罕見，約10%的ET患者和5%-10%的PMF患者不存在這3種驅(qū)動(dòng)因素（JAK 2、MPL、CALR）的規(guī)范化體細(xì)胞突變，這些被定義為三陰性MPN。

2 髓系基因的協(xié)同驅(qū)動(dòng)突變

表觀遺傳學(xué)：表觀遺傳的變化不是由于DNA序列產(chǎn)生變化，而是可逆的改變基因的表達(dá)或沉默的方式。DNA甲基化：甲基（CH3）在DNA里的添加一般發(fā)生在CpG位點(diǎn)，位于基因啟動(dòng)子區(qū)域之前，在DNMT酶的幫助下，在嘧啶環(huán)的5碳環(huán)中加入一個(gè)CH3，使胞嘧啶甲基化，5-MC具有抑制基因轉(zhuǎn)錄的作用。CH3由SAM提供，其本身被還原為SAH。相反，TET蛋白屬于α-氧戊二酸依賴酶家族，催化5-羥甲基-胞嘧啶（5-HMC）由 5-甲基-胞嘧啶轉(zhuǎn)變而來，這是去甲基化DNA的第一步，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄上調(diào)。

TET 2是一種甲基胞嘧啶雙加氧酶，5-HMC由TET 1、2和3蛋白羥基化5-MC而來，并進(jìn)一步氧化為5-FC和5-CAC。在小鼠實(shí)驗(yàn)后強(qiáng)調(diào)TET 2單鏈效率在重編程到IPSC中起作用。雖然TET 2可以影響CD 34+祖細(xì)胞重新編程到IPSC中表達(dá)，但如果表達(dá)了1個(gè)TET 2催化突變體，TET 3等其他TET可能會對此進(jìn)行補(bǔ)償。但是TET 2中涉及重編程的N端部分的最小區(qū)域是什么，以及它與哪些合作伙伴進(jìn)行合作還不能確定。在某項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)在PV患者中，除JAK2驅(qū)動(dòng)突變外約有40%的患者存在附加突變與晚期進(jìn)展有關(guān)，而TET 2突變與疾病進(jìn)展無相關(guān)性。對于TET 2突變，結(jié)合JAK 2突變可改變PV的臨床表現(xiàn)，這主要取決于獲得JAK 2和TET 2突變的序列，而且PV病人血栓形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素可能是TET 2突變。

在研究條件性造血DNMT3A缺失對原代小鼠疾病表型的影響中表明DNMT3A在造血系統(tǒng)中的消融導(dǎo)致了體內(nèi)髓系的轉(zhuǎn)化，細(xì)胞自主異常組織取向和明顯的髓外造血（EMH）并伴有肝臟受累。在小鼠實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)JAK2V617F表達(dá)與DNMT3A缺失之間的突變協(xié)同作用，導(dǎo)致HSPC（造血干細(xì)胞）增強(qiáng)子驅(qū)動(dòng)的炎癥信號的激活，并且DNMT3A缺失是導(dǎo)致早期真性紅細(xì)胞增多癥向晚期骨髓纖維化發(fā)展的動(dòng)力，表現(xiàn)為骨髓衰竭、脾腫大、網(wǎng)狀蛋白纖維化。

ASXL1參與組蛋白甲基化。最近對哺乳動(dòng)物ASXL蛋白的保守結(jié)構(gòu)域的生物信息學(xué)分析表明，ASXL1的N端結(jié)構(gòu)域存在一個(gè)獨(dú)特的DNA結(jié)合基序，稱為HARE-HTH結(jié)構(gòu)域。ASXL蛋白的PHD結(jié)構(gòu)域似乎是獨(dú)一無二的，并有可能識別的不是組蛋白H3 N末端的賴氨酸，而是甲基化賴氨酸。ASXL1在造血中的作用尚未完全闡明，但有研究顯示ASXL1是一個(gè)抑癌基因，是激活I(lǐng)NK4B位點(diǎn)對致癌和抗增殖信號的反應(yīng)所必需的，所以ASXL1突變和造血祖細(xì)胞在原代骨髓細(xì)胞中的增殖優(yōu)勢有關(guān)，近期研究中發(fā)現(xiàn)ASXL1的突變與年齡呈正相關(guān)，在PV和ET病例中ASXL1和TET 2突變是相互不能共存的，ASXL1突變在AML-MRC里發(fā)生的頻率很高，在對患者診斷、評價(jià)預(yù)后中有其一定的作用[12]。

EZH 2和EZH 1突變參與多種癌癥的發(fā)生，最近研究發(fā)現(xiàn)EZH 2在MPN的起始和疾病進(jìn)展中扮演著重要的角色，具體機(jī)制尚不清楚。

其他因子如TP53、LSD 1等因子對MPN疾病的發(fā)展有一定影響。位于17號染色體短臂上的抑癌蛋白p53 （TP 53）。該基因編碼一種DNA結(jié)合蛋白，通過刺激DNA修補(bǔ)及恢復(fù)或誘導(dǎo)細(xì)胞死亡來響應(yīng)DNA損傷。在許多癌癥的發(fā)病機(jī)制中都存在TP 53失活的身影，并起著至關(guān)重要的作用，LSD 1通過去除組蛋白H3的單甲基和二甲基基團(tuán)來修飾染色質(zhì)，具有表觀遺傳調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的作用。酶活性對于穩(wěn)態(tài)造血是必不可少的，當(dāng)LSD 1基因敲除或藥物抑制LSD 1后會抑制血小板生成素、紅細(xì)胞以及粒細(xì)胞生成。并且在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)Jak2V617F和MPLW515L驅(qū)動(dòng)的模型中，LSD 1的抑制對MPN的病理特征有明顯的影響。

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