急性髓系白血病干細胞及靶向治療的研究進展

莊文芳 盛慧明 馬駿（上海交通大學醫學院附屬同仁醫院 上海 200336）

急性髓系白血病干細胞及靶向治療的研究進展

莊文芳 盛慧明 馬駿*
（上海交通大學醫學院附屬同仁醫院 上海 200336）

摘 要盡管近年來聯合化療的應用使得成人急性髓細胞白血病的治療取得了長足進步，但總體長期生存率仍不高，主要是復發率高和化療耐藥的影響。白血病干細胞(LSCs) 已被確認是白血病復發的根源，隨著研究的深入，發現其生物特性也與耐藥性相關，這引起了研究人員的特殊關注，進而探究靶向消除白血病干細胞的創新療法。本綜述旨在總結近年來急性髓系白血病干細胞及其靶向治療的研究進展，探討治療該疾病未來可能的研究方向。

關鍵詞急性髓系白血病 白血病干細胞 靶向治療

The research progress of the stem cells
of acute myeloid leukemia and its targeting treatment

ZHUANG Wenfang, SHENG Huiming, MA Jun*
（Tongren Hospital Affiliated to School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200336, China）

ABSTRACTGreat progress has been recently made in the treatment of adult acute myelogenous leukemia (AML) with the application of combined chemotherapy. However, the overall long-term survival is still lower mainly due to high recurrence rate and resistance to chemotherapy. It is known that leukemia stem cells (LSCs) are most responsible for its relapse, and it is also found that drug resistance is related to their biological properties with the deepening of research work, which results in the particular concern of researchers and draws their attention to exploring an innovative therapy for targeting elimination of leukemia stem cells. In this article, we summarize the recent studies on the stem cells of acute myelogenous leukemia and its targeting therapy and discuss the potential future strategies for the treatment of AML.

KEY WORDSacute myelogenous leukemia (AML); leukemia stem cells (LSCs); targeting therapy

眾所周知，成人急性髓細胞白血病（acute myelogenous leukemia，AML）的預后較差，年輕患者中僅40%~50%有5年生存期，而在老年患者中平均生存期不足1年。盡管近年來應用聯合化療使得AML的治療取得了長足進步，AML的完全緩解率和長期生存率也均有了較大的提高，但仍面臨白血病的反復發作和化療耐藥的難題。有大量證據表明，幾乎所有的腫瘤都是來自于最初的微量細胞或單個細胞，研究者們將其命名為干細胞。白血病復發的根源已被確認是白血病干細胞(leukemia stem cells，LSCs)，這類細胞具有以下特點：通常處于靜息態即細胞周期的G0期，復制緩慢卻具有無限更新的能力，對化療的殺傷作用不敏感，輕易逃避化療藥物殺傷[1-2]。正是因為其獨特的表型，使其對經典化療藥物反應性不佳，這些引起了研究人員的特殊關注。2014年加拿大干細胞科學家約翰·迪克博士（Dick, John E）實驗室的研究取得重大突破，表述AML初發于骨髓中的干細胞，稱之為前白血病-骨髓間充質干細胞（preLHSCs），首次清晰的闡述LSCs與HSCs之間在白血病發生發展過程中的關聯[3]。新成果對于理解一個普通細胞經過怎樣的步驟發展成AML是一個質的飛躍，進而通過檢測和靶向消除白血病干細胞的創新療法來防止病情復發，為促進個性化癌癥醫療做好了準備。本文對近年來急性髓系白血病干細胞及靶向治療的研究做了簡單的總結。

1 急性髓細胞白血病干細胞一些重要表型標志

Bonnet等[4]經過大量研究發現，CD34+CD38-細胞

群與正常造血干細胞（hematopoietic stem cell, HSC）表面標志相似，可用來鑒別AML中具有無限增殖、分化能力的細胞，研究表明雖然該類細胞群在AML患者體內所占比例很少，但將AML患者體內分離出的CD34+CD38-的白血病細胞亞群異基因移植入非肥胖糖尿病/重癥聯合免疫缺陷小鼠(non-obese diabetic / severe combined immune deficient mice，NOD/SCID)體內可引發AML，后將此細胞群定義為LSCs，支持了LSC起源于正常HSC的假說。

之后的研究表明LSC的表面標志極為復雜，因人而異，實驗證明在某些情況下，具有不同表型的細胞亞群都具有LSCs活性[5-7]，CD34+CD38-已不再是界定LSCs的特殊免疫表型。最近的研究發現很多新的標志物在CD34+CD38-的LSCs而非在HSC表達，如CLL-1、CD96、TIM3、CD47、CD32和CD25等。現有的研究總結了LSCs的一些具體表達情況（表1）[8]，并已利用這些表型在最近的臨床試驗中成功證實LSCs[9]。

表1 LSCs細胞部分表面免疫表型表達情況a)

2 白血病干細胞的靶向治療

2.1 針對LSC表面特異性標志物的靶向藥物

正因為發現了LSC和HSC在標志物和功能性質上的決定性差異[8]，使得研制對HSC無毒性、能維持其正常的造血作用，僅針對LSC的靶向藥物成為可能。在基礎研究中，針對細胞標志物的特異性抗體在體外均達到不同程度的殺傷LSC的作用。現在較為成熟的靶向藥物研究較多的是針對發現較早的特異性細胞標志物，發展較為迅速的是CD123的相關靶向藥物。

Jordan等[10]發現，IL-3Ra（IL-3受體a鏈，CD123）在AML患者的LSC表面幾乎全表達，而在正常HSC中幾乎不表達，后來的研究顯示在正常HSC中也有表達，但明顯少于在LSC中的表達[11-12]。因此，CD123的水平常用來評估LSC的數量及增殖情況，通過檢測已緩解的患者體內CD123的含量，可以預測患者的復發率和生存率。而以CD123介導的靶治療機制主要是通過抑制歸巢、活化固有免疫和(或)抑制細胞內信號肽完成。目前研究較多是特異性抗CD123抗體與其他相結合的融合試劑。Jin等[13]報道特異性抗CD123抗體在異體移植模型中能減少AML中LSC的生長。Tettamanti等[14]利用特異性抗CD123抗體和CAR整合的細胞因子誘導性殺傷性T細胞結合，在靶向消除LSC方便起到了很好的療效。CSL362是特異性抗CD123抗體和Fc的混合物，可誘導自身NK細胞殺傷LSC，以達到治療AML的目的[15]。

CD96也是AML患者LSC表面一種發現較早的特異性細胞標志物，在免疫調控、介導殺傷、炎癥反應、T細胞增殖和分化等中起重要作用，并且與NK細胞對腫瘤細胞的殺傷和黏附密切相關。但在臨床藥物研究方面，沒有明顯重大的發現。

2.2 針對信號轉導通路的靶向治療

酪氨酸激酶是最常見的生長因子受體，通過阻斷酪氨酸激酶可破壞腫瘤細胞的信號傳遞，從而達到抗腫瘤的目的。Dos Santos等[16]的研究顯示c-Kit和SRC激酶家族在LSC中的表達高于在正常HSC中，進而使用抑制劑達沙替尼（dasatinib）在體外和移植免疫小鼠體內已證實可提高化療藥物消滅白血病細胞的能力。Saito 等[17]將AML患者的LSC移植到免疫缺陷型新生小鼠（NOD/SCID）中，構建了可用于研究AML和LSC的小鼠模型。他們在這一小鼠模型中發現，與正常造血干細胞相比，有一種SRC家族激酶-造血細胞激酶（HCK）在LSC中的含量異常升高。研究人員發現，HCK抑制劑對體外培養的LSC非常有效。進而將該化合物應用于小鼠，發現其可使小鼠血液中的人類AML細胞顯著減少，同時也減少了小鼠骨髓中的人類LSC。另一種極有前途的靶向治療靶點是酶Flt3。細胞膜酪氨酸激酶Flt3持續激活是AML細胞的共性，Flt3可激活ras，而ras轉而可以活化NF-κB。因此，Flt3信號傳導通路傳遞NF-κB的活化信息，利用Flt3的抑制劑處理LSCs可誘導其凋亡。在臨床研究中其基因變異可在1/4 AML患者中發現，并已證實其與復發風險增加相關。已有一些FLT3抑制劑

如索拉菲尼、quizartinib、米哚妥林、crenolanib在進行Ⅱ-Ⅲ期臨床試驗中[18]，其中quizartinib在2012年12月的臨床Ⅱ期試驗報告中顯示，其對攜帶FLT3突變的半數測試者有明顯療效，而對于缺乏突變的人群亦有三分之一有療效[19]，進一步的Ⅲ期臨床已在籌劃中。

根據已有研究，調控LSCs自我更新能力并增加生存能力的基因和信號通路有WNT/β-catenin信號通路、Notch 和HOX家族的轉錄因子等[8,20]，相關的靶向藥物還在研究之中。此外還有一個影響自我更新的信號通路是通過上調Smo激活LSC中的SHH（Sonic hedgehog）[21-22]。Kobune 等[23]已證實Hh（Hedgehog）信號抑制劑能降低CD34+細胞的耐藥能力，這說明Hh信號在LSC的生存和耐藥性中發揮重要作用。Zahreddine等[24]今年進一步證實SHH的轉錄因子神經膠質瘤相關蛋白1（glioma-associated protein 1，GLI1)的表達在LSCs細胞中升高，并指出阿糖胞苷（cytarabine，Ara-C)相關治療耐藥性也與之相關。Hh信號抑制劑vismodegib和PF-04449913現在已進入臨床試驗階段(NCT01880437、NCT01546038)。

絲/蘇氨酸激酶在有絲分裂中起到重要作用，在AML細胞系及病人標本內該酶表達增加，體外已證實可影響腫瘤細胞的分裂，抑制腫瘤的形成。Aurora B激酶是絲/蘇氨酸激酶的一種，在有絲分裂紡錘體聚集時起調節作用；barasertib是該酶的抑制劑，在其Ⅱ期臨床試驗中，相對于低劑量阿糖胞苷（LDAC）組，barasertib在治療新發AML且不能耐受密集誘導化療方案的老年人群中的結果顯示，總生存率雖無統計學差異，但患者反應較好，中位生存期延長[25]，其Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗仍在進行中。在相似的人群研究中，另一種絲/蘇氨酸激酶的抑制劑volasertib，其Ⅱ期臨床研究顯示，聯合應用volasertib和LDAC的患者比單獨應用LDAC的有更高的完全緩解率，且總生存期也明顯延長[26]。

LSCs維持自身增殖的一大策略是抗凋亡。核因子kappa B(NF-κB)是一種與抗凋亡作用相關的轉錄因子，NF-κB的異常激活是許多腫瘤細胞增殖所必需的。Guzman等[27]研究發現在AML-LSCs中轉錄因子NF-κB持續性激活，而在正常造血干細胞中未見其表達，可見NF-κB對于維持LSC生存具有重要作用，這為選擇性清除LSCs及特異性治療AML提供了有力的靶標；他們利用蛋白酶體抑制劑MG2132處理原代AML細胞，使NF-κB表達下調，誘導CD34+/CD38-細胞發生凋亡。研究還發現MG132處理的原代AML細胞在NOD/SCID小鼠中的增殖能力受損，而對正常的CD34+CD38-細胞卻無影響。抑制NF-κB信號通路的藥物目前在研的有蛋白酶體抑制劑，如硼替佐米（bortezomib）和小白菊內酯（parthenolide，PTL）。小白菊內酯最早證實可應用于消除白血病細胞及其前體細胞[28]。硼替佐米是臨床最早應用的蛋白酶體抑制劑，現已廣泛應用于多發性骨髓瘤的治療。在AML的治療中，當與去甲氧柔紅霉素或Ara‐C聯合作用時，協同作用加強，白血病細胞增殖分化及存活能力進一步受到明顯抑制。近期，硼替佐米的Ⅱ期臨床試驗已結束，結果顯示，其可單藥治療不適合常規化療藥物的患者，對患白血病的過半數患者有效[29]。Guzman等[30]研究發現小白菊內酯的類似物二甲氨基‐小白菊內酯（DMAPT）細胞毒性較強，能誘導LSC快速大量死亡，而對正常HSC無明顯傷害。DMAPT在水中溶解度為PTL的1 000倍，其生物利用度較高，具有與小白菊內酯相似的生物學作用，因此，具有靶向清除LSC的潛能，現正開展進一步的臨床研究。

2.3 針對白血病微環境的靶向治療

LSC需要在一定的微環境中才可以維持其干細胞特征，微環境即龕（niche），提供各種信號維持LSC的靜止狀態及自我更新，是LSC生存、成熟、增殖分化等的必要條件[4]。姚佳峰等[31]詳細地介紹了微環境及影響微環境的各種因素，以及可以應用于靶向治療的藥物。值得一提的是，近期Chen等[32]利用IDH2突變所致AML小鼠模型進行了研究。將白血病細胞自IDH2突變誘導的AML小鼠分離，體外培養時加入特殊的IDH2突變抑制劑(AGI-6780)，結果AML細胞停止增殖和分化。這表明IDH2突變是腫瘤維持其生長所必須的。作者還在IDH2誘導AML小鼠對體內注入含溴區（bromodomaincontaining）蛋白Brd4抑制劑——另一個AML相關靶向治療藥物——結果治療有效，為靶向治療白血病提供了一個潛在的新途徑。

當然，在研究臨床靶向藥物治療的過程中也不總是成功的，Stein等[33]研究發現在經典誘導緩解方案中[阿糖胞苷、蒽環霉素(7+3)]加入新型靶向藥物，并沒有得到額外的療效。同樣的，FLT3抑制劑索拉菲尼，其在歐洲人群的臨床試驗顯示，與單用阿糖胞苷、蒽環霉素(7+3)相比無生存率的改善[34]。吉妥單抗（gemtuzumab ozogamicin，GO)是重組人源化抗CD33單抗與細胞毒藥物卡奇霉素的復合物，被FDA批準應用首次復發的60歲以上CD33抗原陽性的急性髓細胞性白血病或不宜用細胞毒性藥物治療的CD33陽性的AML患者，但Ⅲ期

臨床顯示在總生存率指標上未得到統計學差異。CSL360（一種特異性抗CD123抗體）Ⅰ期臨床試驗顯示尚未達到治療AML的作用[35]，還需進一步研究。因此，我們需要看到研究靶向治療藥物的廣闊前景，也要在研究靶向治療中更深入地認識LSC的固有異質性，以便研發出不受該差異影響而對所有LSC均有效的治療方法。

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收稿日期：（2014-10-16）

通訊作者：*馬駿，副主任醫師，從事血液病研究。czwf1991@163.com

文章編號：1006-1533(2015)03-0064-05

文獻標識碼：A

中圖分類號：R730.54; R733.71