急性髓系白血病的表觀遺傳調(diào)控及靶向治療研究進(jìn)展*

王曉慧 綜述，師夢(mèng)穎，申徐良 審校

(長(zhǎng)治醫(yī)學(xué)院附屬和平醫(yī)院血液內(nèi)科，山西 長(zhǎng)治 046000)

表觀遺傳學(xué)主要是指在細(xì)胞表型中不依賴于DNA序列改變所產(chǎn)生的可遺傳改變，表觀遺傳變化是動(dòng)態(tài)的、可逆的。有研究表明,急性髓系白血病(AML)發(fā)病與表觀遺傳學(xué)的調(diào)控密切相關(guān)，其主要通過DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調(diào)控影響AML的發(fā)生、發(fā)展[1]。而DNA甲基化、組蛋白修飾又通過多種表觀遺傳調(diào)節(jié)酶作用于AML，如DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)、組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶、組蛋白去甲基化酶、組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶、組蛋白去乙?；?HDAC)等，這些酶在代謝中出現(xiàn)的差錯(cuò)使白血病的表觀遺傳模式紊亂，而目前研究的表觀遺傳靶向藥物的目標(biāo)就是讓白血病細(xì)胞的表觀遺傳模式恢復(fù)正常。去甲基化藥物、HDAC抑制劑等表觀遺傳修飾藥物在延長(zhǎng)患者生存、提高治療反應(yīng)、改善生活質(zhì)量等諸多方面顯示了明顯優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)將DNA甲基化、組蛋白修飾對(duì)AML的作用機(jī)制及相應(yīng)的靶向藥物的應(yīng)用綜述如下。

1 DNA甲基化修飾

異常的DNA甲基化和DNA羥甲基化是抑制基因表達(dá)的關(guān)鍵表觀遺傳途徑，AML細(xì)胞的異常甲基化可沉默參與分化、DNA修復(fù)和凋亡的基因[2]，在AML的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化是指在CpG二核苷酸中DNMT催化胞嘧啶形成5-甲基胞嘧啶，AML患者常伴DNMT家族中的DNMT3A突變。DNA羥甲基化作為DNA甲基化的中間過程可在組蛋白H3賴氨酸27甲基轉(zhuǎn)移酶(EZH2)蛋白酶的催化下將5-甲基胞嘧啶氧化為5-羥甲基胞嘧啶。異檸檬酸脫氫酶(IDH1/2)突變可產(chǎn)生2-羥基戊二酸競(jìng)爭(zhēng)抑制DNA羥甲基化所依賴的α-酮戊二酸。針對(duì)DNA甲基化過程，近年來研發(fā)了相關(guān)的靶向藥物，如DNMT抑制劑、IDH1/2抑制劑、EZH2抑制劑、組蛋白H3賴氨酸79甲基轉(zhuǎn)移酶(DOTlL)抑制劑等逐漸用于臨床。

2 組蛋白修飾

目前，對(duì)組蛋白修飾研究較多的主要為甲基化和乙?；?，此外還包括磷酸化、泛素化等過程。參與組蛋白甲基化過程的酶包括組蛋白H3賴氨酸4甲基轉(zhuǎn)移酶(MLL)、組蛋白H3賴氨酸36甲基轉(zhuǎn)移酶(SETD2),EZH2、DOTlL、組蛋白去甲基化酶[如賴氨酸特異性組蛋白去甲基化酶1(LSD1)]等。組蛋白甲基化可正向調(diào)節(jié)或負(fù)向調(diào)節(jié)基因的表達(dá)過程，如組蛋白3賴氨酸4(H3K4)、H3K36、H3K79、H4R3的甲基化通常與轉(zhuǎn)錄激活有關(guān)，而H3K9、H3K27、H4K20的甲基化則誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制[3]。組蛋白乙酰化修飾的酶主要有HDAC和組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，二者作用相反，主要是對(duì)組蛋白尾部賴氨酸殘基進(jìn)行乙?；腿ヒ阴；蟾淖?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)從而調(diào)控基因的表達(dá)水平，翻譯后組蛋白尾部修飾在白血病發(fā)生中起作用，成為AML治療的重要靶點(diǎn)之一，因此，開發(fā)了相應(yīng)的靶向藥物，如HDAC抑制劑。

3 靶向藥物的應(yīng)用

3.1DNMT抑制劑 DNMT抑制劑也稱為去甲基化藥物，主要包括地西他濱和阿扎胞苷，用于治療不適合強(qiáng)化化療的AML和骨髓增生異常綜合征患者。去甲基化藥物主要通過改變DNA甲基化模式，誘導(dǎo)沉默的基因重新表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞恢復(fù)正常分化或凋亡。地西他濱比阿扎胞苷具有更強(qiáng)的抑制甲基化水平的功能，原因可能是阿扎胞苷更多地結(jié)合到RNA結(jié)構(gòu)中而不是DNA中[4]。去甲基化藥物可作為化學(xué)增敏劑，恢復(fù)腫瘤抑制基因的表達(dá)水平，最終提高化療敏感性，故常與其他化療藥物聯(lián)合用于白血病的治療。有研究表明，用阿扎胞苷與吉妥珠單抗聯(lián)合治療50例復(fù)發(fā)性AML患者，可有24.0%獲得完全緩解(CR)和CR伴不完全血細(xì)胞計(jì)數(shù)恢復(fù)(CRi)[5]。地西他濱或阿扎胞苷與BCL-2抑制劑——venetoclax 聯(lián)合治療對(duì)不適合強(qiáng)化化療的老年AML患者有效，且不良反應(yīng)更少，CR和CRi率為73.0%，中位生存期(OS)為17.5個(gè)月[6]，還可與FLT3 抑制劑、IDH1/2抑制劑、組蛋白去乙酰酶抑制劑，甚至免疫調(diào)節(jié)劑等聯(lián)合應(yīng)用，均可取得不錯(cuò)的療效。此外，新發(fā)現(xiàn)的第2代 DNMT抑制劑--胍地西他濱在治療AML的臨床療效和第1代DNMT抑制劑相似，且更安全，穩(wěn)定性更好，給藥更方便，未來胍地西他濱在聯(lián)合治療方案中或許會(huì)具有更多的治療潛力[7]。

3.2IDH1/2抑制劑 成人AML患者中IDH1基因突變發(fā)生率為7.0%～14.0%，IDH2為8.0%～19.0%。IDH突變后可產(chǎn)生2-羥基戊二酸促進(jìn)白血病的發(fā)生，IDH1/2抑制劑通過抑制2-羥基戊二酸的產(chǎn)生讓?duì)?酮戊二酸在DNA甲基化過程中正常代謝，從而恢復(fù)正常DNA甲基化模式[8]。IDH1/2抑制劑研究相對(duì)較成熟的主要為ivosidenib和enasidenib。ivosidenib(AG-120)是一種口服、靶向的IDH1突變體抑制劑，于2018年7月被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)用于治療成年IDH1突變的復(fù)發(fā)/難治性AML患者，有研究分析了ivosidenib治療IDH1突變的179例復(fù)發(fā)/難治性AML患者的療效，結(jié)果顯示，CR率為21.6%，整體反應(yīng)率(ORR)為41.6%[9]。另一項(xiàng)研究用ivosidenib治療34例新診斷AML患者，CR率為30.3%，中位OS為12.6個(gè)月，常見的不良反應(yīng)主要是腹瀉、疲勞、惡心和食欲下降，再次證明ivosidenib治療AML有效且耐受性良好[10]。enasidenib(AG-221)是選擇性IDH2突變抑制劑，2017年即被FDA批準(zhǔn)可用于IDH2突變的復(fù)發(fā)/難治性AML成年患者。STEIN等[11]分析了214例復(fù)發(fā)/難治性AML患者接受enasidenib治療的臨床療效和藥物安全性，結(jié)果顯示，ORR為38.8%，CR率為19.6%，中位OS為8.8個(gè)月。上述2種藥物治療AML均取得了不錯(cuò)的療效，但其嚴(yán)重不良反應(yīng)，如IDH分化綜合征限制了其臨床應(yīng)用，目前IDH1/2抑制劑聯(lián)合其他化療藥物的臨床試驗(yàn)已在進(jìn)行中，相信能取得令人滿意的結(jié)果。此外，雙加氧酶(TET2)蛋白可催化DNA羥甲基化過程，AML患者中TET2突變者占8.0%～10.0%，突變可導(dǎo)致甲基-CpG位點(diǎn)的羥基化降低從而使CpG異常高甲基化，也可影響免疫細(xì)胞激活和白血病細(xì)胞分化[12]。TET2的修飾有助于改善免疫治療，如作用于TET2功能的藥物——維生素C既可阻止白血病進(jìn)展，又可誘導(dǎo)抗腫瘤免疫細(xì)胞介導(dǎo)反應(yīng)[13]。

3.3EZH2抑制劑 EZH2是多梳基因家族中的重要一員，多梳基因家族主要又由多梳抑制復(fù)合物1(PRC1)和PRC2組成，EZH2為PRC2復(fù)合物的催化亞基，可通過調(diào)控H3K27三甲基化從而對(duì)靶基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄抑制。BASHEER等[14]用EZH2抑制劑GSK343研究了其在AML中的作用機(jī)制，結(jié)果顯示，EZH2既是癌基因又是抑癌基因，在AML發(fā)生過程中既有腫瘤抑制功能,又有致癌功能。目前研發(fā)的EZH2抑制劑較多，如GSK-146、EPZ-6438、CPI-169、EI1等，但其主要用于淋巴瘤方面的研究，而在AML應(yīng)用中相對(duì)較少，現(xiàn)有研究表明，epz011989具有抗白血病活性，但其作用機(jī)制暫不清楚，可進(jìn)一步行臨床試驗(yàn)證明[15]。另一種EZH2、EZH1的抑制劑——UNC1999可抑制H3K27三甲基化/二甲基化并抑制MLL重排白血病細(xì)胞的生長(zhǎng)，可能成為一種治療MLL重排白血病的新策略[16]。

3.4DOT1L抑制劑 DOTlL可通過抑制H3K79甲基化誘導(dǎo)MLL重排白血病細(xì)胞的分化和凋亡從而促使 MLL重排白血病的發(fā)生。目前，研究較多的DOT1L抑制劑為ez-5676，一項(xiàng)Ⅰ期研究評(píng)估了ez-5676對(duì)MLL重排晚期急性白血病成人患者的安全性和有效性，結(jié)果顯示，56例患者中僅2例患者達(dá)到CR，但不良反應(yīng)較少,為MLL重排白血病患者帶來了希望[17]。最近還研究出了另一種新型DOT1L抑制劑——Massonianoside B(MA)，可選擇性抑制MLL重組白血病細(xì)胞的增殖和凋亡，下調(diào)MLL融合靶基因HOXA9和MEIS1的表達(dá)，但尚需進(jìn)一步進(jìn)行臨床試驗(yàn)證實(shí)[18]。

3.5LSD1抑制劑 LSD1主要通過H3K4上的單甲基和二甲基的去甲基化抑制基因表達(dá)。VINYARD等[19]發(fā)現(xiàn)，LSD1酶活性不是AML生存所必需的，而LSD1抑制劑的作用是通過阻斷LSD1和染色質(zhì)上的轉(zhuǎn)錄因子GFI1B之間的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。目前，已發(fā)現(xiàn)許多LSD1抑制劑，其中TCP(tnylcypromine)、ORY-1001、GSK2879552、IMG-7289等正在進(jìn)行AML治療評(píng)估[20]。LSD1抑制劑——GSK-LSD1、NCD25、NCD38能誘導(dǎo)骨髓細(xì)胞分化，抑制白血病細(xì)胞生長(zhǎng)[21]。另一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，LSD1抑制劑——GSK2879552聯(lián)合維甲酸也能抑制AML細(xì)胞系的細(xì)胞生長(zhǎng)[22]。且已有臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，TCP(tnylcypromine)與維甲酸聯(lián)合治療難治性/復(fù)發(fā)AML患者ORR可達(dá)到20.0%，不良反應(yīng)較少，證明了LSD1 抑制劑在AML方面的治療潛力[23]。

3.6MLL和SETD2 MLL通過催化H3K4殘基的甲基化過程調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄，MLL在AML中可發(fā)生串聯(lián)重復(fù)和染色體易位形成MLL融合蛋白，這些融合蛋白促進(jìn)了白血病的發(fā)展，MLL重排白血病通常預(yù)后不良。MLL1是MLL家族的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶之一，因與白血病的發(fā)生密切相關(guān)而被廣泛研究。MLL1活性受WD重復(fù)域蛋白5(WDR5)的影響，因此，有研究針對(duì)WDR5和MLL之間的相互作用研發(fā)出一些抑制劑，包括MM-102、MM-401、MM-589等，其通過阻斷MLL-WDR5融合基因而導(dǎo)致白血病細(xì)胞的增殖停滯和髓樣分化[24]。Menin蛋白是由 MEN1基因編碼的蛋白，能與MLL的N端域直接相互作用后影響MLL融合蛋白激活靶基因表達(dá)過程，最近針對(duì)menin-MLL相互作用的特異性抑制劑——MI-3與HDAC抑制劑——西達(dá)本胺聯(lián)合治療被發(fā)現(xiàn)具有協(xié)同作用，能抑制MLL重排AML細(xì)胞的生長(zhǎng)，這在未來或許能為誘導(dǎo)治療失敗或疾病復(fù)發(fā)的MLL重排AML患者帶來希望[25]。SETD2 通過調(diào)控H3K36的三甲基化影響基因表達(dá)水平,MLL重排白血病患者中有22.0%的患者發(fā)現(xiàn)了SETD2功能缺失突變，這種突變可促進(jìn)白血病的發(fā)生和發(fā)展，證明了SETD2有腫瘤抑制作用[26]。但也有研究表明，SETD2對(duì)白血病細(xì)胞的增殖至關(guān)重要，是一種致癌基因，SETD2在癌癥中的作用尚還存在爭(zhēng)議，其在白血病中具體的作用機(jī)制仍在探索中[27]。

3.7HDAC抑制劑 HDAC抑制劑能增加組蛋白乙?；?，進(jìn)而促進(jìn)沉默基因在細(xì)胞中的再表達(dá)，還可通過抑制癌細(xì)胞周期或促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡影響AML的發(fā)展。目前，HDAC抑制劑仍處于開發(fā)階段，一些HDAC抑制劑，如帕比司他、伏立諾他、貝利司他、西達(dá)本胺、丙戊酸等表現(xiàn)出了適度的抗白血病作用[28]。帕比司他已被FDA批準(zhǔn)用于多發(fā)性骨髓瘤的治療，也有研究用其治療37例異基因造血干細(xì)胞移植術(shù)后AML患者，但臨床效果并不明顯，且不良反應(yīng)較大[29]。伏立諾他在2006年被FDA批準(zhǔn)用于皮膚T細(xì)胞淋巴瘤的治療，但治療AML效果甚微，一項(xiàng)Ⅱ期試驗(yàn)將伏立諾他用于治療37例AML患者，結(jié)果顯示，僅有1例患者出現(xiàn)血液改善[30]。貝利司他治療AML患者的臨床研究同樣被發(fā)現(xiàn)效果微乎其微[31]。HDAC抑制劑單一藥物效果欠佳，但與其他藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)可讓患者反應(yīng)率得到改善。有研究分析了帕比司他與柔紅霉素、阿糖胞苷聯(lián)合治療高危AML患者的安全性及有效性，結(jié)果顯示，46例患者ORR為60.9%，43.5%達(dá)CR，不良反應(yīng)較少[32]。另有臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，伏立諾他、地西他濱和阿糖胞苷聯(lián)合治療復(fù)發(fā)/難治性AML患者總體耐受性良好，ORR為35.0%[33]。西達(dá)本胺是我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)的HDAC抑制劑，主要被批準(zhǔn)用于外周T細(xì)胞淋巴瘤及皮膚T細(xì)胞淋巴瘤，也可與其他化療藥物聯(lián)合用于治療白血病，如有研究將西達(dá)本胺聯(lián)合地西他濱、阿糖胞苷、阿克拉霉素和粒細(xì)胞集落刺激因子治療復(fù)發(fā)/難治性白血病，結(jié)果顯示，93例患者中46.0%達(dá)到ORR,其中4例患者達(dá)到CR,19例患者達(dá)到CRi[34]。其聯(lián)合應(yīng)用的作用機(jī)制可能為西達(dá)本胺通過調(diào)節(jié)HDAC3-AKT-P21-CDK2信號(hào)通路增加難治性或復(fù)發(fā)性AML細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性[35]。

4 小 結(jié)

目前，AML患者生存率已有了很大的改善，但部分患者特別是老年人復(fù)發(fā)或難治率仍高，AML的治療似乎達(dá)到了瓶頸，而表觀遺傳方面的藥物看到了AML未來精準(zhǔn)治療的希望，有望成為AML治療的新模式。目前，DNMT抑制劑在臨床應(yīng)用中已相對(duì)成熟，而其他靶向表觀遺傳藥物還在初步探索和臨床試驗(yàn)中，且大多數(shù)單獨(dú)應(yīng)用時(shí)效果欠佳，但將表觀遺傳藥物聯(lián)合傳統(tǒng)化療藥物治療AML時(shí)常能得到意外的驚喜，未來需要更多前瞻性和多中心臨床試驗(yàn)在聯(lián)合用藥方面多加探索，相信能為AML患者特別是復(fù)發(fā)難治性AML患者帶來福音。