MUM1/IRF4在多發性骨髓瘤中的研究進展

高 英，李靜靜，馬成成，香 雪，王 鑫，柴 曄

(蘭州大學第二醫院血液科，蘭州 730030)

多發性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)是來源于終末分化B淋巴細胞的惡性腫瘤。MM以骨髓中惡性漿細胞克隆擴增為特征，導致血清和(或)尿液中單克隆免疫球蛋白過量產生。MM占所有血液惡性腫瘤的13%，西方國家每年的發病率為0.006 5%，位居血液系統惡性腫瘤第2位[1]。MM常伴有高鈣血癥、溶骨性損害、貧血和腎臟損害，因免疫球蛋白的生成受到抑制，易出現各種感染。近年來，新一代蛋白酶體抑制劑和免疫調節劑的出現顯著改善了MM患者的生存結局，但仍無法治愈，還需積極尋找新的治療方法[2]。MM由廣泛的遺傳學異常啟動和維持，包括癌基因易位到免疫球蛋白位點(D型細胞周期蛋白、多發性骨髓瘤SET結構域蛋白、成纖維細胞生長因子受體3、c-Maf、MAFB、c-myc)以及癌基因(N-ras、K-ras)和抑癌基因(p53、p18)的突變[3]。MM癌基因1(multiple myeloma oncogene 1，MUM1)/干擾素調節因子4(interferon regulatory factor 4，IRF4)基因已被鑒定為MM中由t(6；14)(p25；q32)染色體易位轉錄激活的致癌基因。MUM1/IRF4從6號染色體易位到14號染色體IgH增強子位點，導致MUM1/IRF4蛋白過表達，從而促進腫瘤形成[4-5]。MUM1/IRF4位于調節網絡的中心，對惡性腫瘤驅動的多個步驟起作用，對MM的發生發展起重要作用[6]。現就MUM1/IRF4在MM中的研究進展予以綜述。

1 MUM1/IRF4表達的細胞及主要功能

干擾素調節因子家族是廣泛表達的轉錄因子組，MUM1/IRF4是干擾素調節因子家族的一員。MUM1/IRF4通過一系列信號轉導作用激活或抑制基因表達，參與免疫調控，介導淋系細胞、髓系細胞及樹突狀細胞等免疫相關細胞的發育和分化[7-8]。MUM1/IRF4基因的產物也被命名為PU.1相關元件、淋巴細胞特異性干擾素應答因子、結合EM5的淋巴細胞特異性核因子和活化T細胞的干擾素保守序列結合蛋白，僅限于免疫系統和黑色素細胞譜系細胞[8-13]。MUM1/IRF4主要在淋巴細胞系統表達，具有種系和階段特異性[6]。在B系淋巴細胞中，漿細胞、小部分生發中心B細胞及生發中心后漿細胞成熟分化的終末階段B細胞均有MUM1/IRF4表達。MUM1/IRF4以不同水平在整個B細胞發育過程中表達，在漿細胞中達高峰。除B細胞譜系外，IRF4在T細胞分化階段也必不可少，在T系淋巴細胞中，正常T細胞和異常活化T細胞均有MUM1/IRF4的表達[8,14]。促有絲分裂可刺激外周血B淋巴細胞和T淋巴細胞中的MUM1/IRF4表達上調，MUM1/IRF4陽性表明B淋巴細胞和和T淋巴細胞的活化狀態[6]。與其他IRF家族成員不同，MUM1/IRF4由已知誘導淋巴細胞活化和分化的刺激物(如抗原受體、脂多糖類、刀豆素A、金黃色葡萄球菌腸毒素A、白細胞介素-4及CD40信號等)調節，而非干擾素誘導，上述刺激信號均經核因子κB信號通路激活MUM1/IRF4啟動子，其中白細胞介素-4還可將信號轉導及轉錄激活因子6激活，從而促進MUM1/IRF4基因轉錄[6,15]。MUM1/IRF4作為多功能轉錄調控因子，可以控制B細胞發育和分化，包括前B細胞的分化和受體剪輯、生發中心的活化和漿細胞的生成等過程，在成熟B細胞的適應性免疫應答中起關鍵作用[15-16]。

2 MM中MUM1/IRF4的表達及預后相關性

2.1MM中MUM1/IRF4的“成癮性”表達 MUM1/IRF4是MM發生的核心。基因表達譜和全基因組染色質免疫沉淀分析揭示了廣泛的MUM1/IRF4靶基因網絡，在MM細胞中超過100個基因出現上調(與原代漿細胞相比)，且許多基因與細胞生長和存活相關[17]。MUM1/IRF4是MM細胞表型的主要調節劑，控制MM特異性基因的表達程序，MUM1/IRF4活化B細胞和漿細胞的調節程序在MM中相融合，直接靶標調節許多重要的細胞過程，導致MM細胞對MUM1/IRF4 “成癮性”表達[6,17]。通過免疫組織化學檢測MUM1/IRF4在骨髓活檢樣本各種細胞中的表達發現，MUM1/IRF4僅在漿細胞的細胞核中表達，而在其他細胞(如淋巴細胞、粒細胞和巨核細胞)均為陰性表達，且MUM1/IRF4陽性患者疾病分期更高，因此MUM1/IRF4蛋白被認為是MM細胞的特征性標志物[18]。

2.2MUM1/IRF4表達降低可導致MM細胞死亡 MUM1/IRF4在MM細胞中強表達，是MM細胞存活的必需條件，可促進惡性細胞增殖并抑制其凋亡[17]。MUM1/IRF4控制MM細胞的異常基因表達程序，多種關鍵代謝途徑(脂質和膽固醇生物合成、葡萄糖代謝、一般轉錄調節及細胞周期進程等)位于MUM1/IRF4的下游，可見干擾MUM1/IRF4的表達對MM細胞是致命的[6,19-20]。有研究發現，無論MM細胞系的遺傳異常類型是否相同，通過RNA干擾敲減MUM1/IRF4，所有測試細胞系中都出現快速而深刻的非凋亡性細胞死亡，MM細胞對MUM1/IRF4的“成癮性”表達，使MUM1/IRF4水平適度降低也可導致細胞死亡[6,17-18]。缺乏MUM1/IRF4等位基因小鼠的表型正常，但敲除低于50% MUM1/IRF4信使RNA和蛋白質亦可殺死MM細胞，表明MUM1/IRF4相關治療具有殺死IRF4成癮惡性細胞且保留正常細胞的優勢[6,17]。

2.3MUM1/IRF4與MM預后的關系 MM預后的異質性較大，與多種因素相關。近年來，公認的較可靠的因素有年齡和一般狀況等宿主因素以及白蛋白、β2微球蛋白、乳酸脫氫酶、漿細胞比例和細胞遺傳學異常等[21-22]。MM患者預后影響因素復雜多樣，隨著療效的改善及患者生存期的不斷延長，需要重新評估MM的療效評判體系以及預后分層體系，以指導治療。可見，評價新藥治療對MM患者預后的影響具有重要意義。

有研究表明，MUM1/IRF4的過表達與不良預后相關，對低MUM1/IRF4表達和高MUM1/IRF4表達MM患者的臨床分析研究發現，與低MUM1/IRF4表達者相比，高MUM1/IRF4表達者的中位生存期明顯更短(45個月比58個月)，低MUM1/IRF4表達者3年后的生存率為82.5%，高表達者為50.4%[23-24]。在Cox多變量分析中，β2微球蛋白和MUM1/IRF4與MM總體存活率呈獨立相關，β2微球蛋白和MUM1/IRF4表達的組合評分具有更強的總體存活率預測價值[23]。對19例新診斷MM患者的研究發現，與MUM1/IRF4低表達和低β2微球蛋白患者相比，高MUM1/IRF4和高β2微球蛋白(>5.5 mg/L)患者的中位生存期更短[23]。MUM1/IRF4和β2微球蛋白的綜合評分可明確區分MM患者的高風險和低風險，因此，MUM1/IRF4可作為MM的新型預后指標，并為建立新的預后分層體系提供依據。

3 與MUM1/IRF4相關的MM治療靶點

新藥治療使MM患者的壽命不斷延長，但所有患者最終都出現疾病復發而死亡，故需要探尋更有效的治療方法。多項研究表明，阻斷MUM1/IRF4表達或干擾其轉錄網絡對MM細胞的存活具有深遠影響[17,19-20]。敲減MUM1/IRF4的治療可以殺死MM細胞，對正常細胞的影響很小或幾乎無影響[17,25]。目前，靶向MUM1/IRF4表達或對MUM1/IRF4轉錄網絡進行干擾是廣泛適用的MM治療手段。

3.1賴氨酸特異性去甲基化酶3A(lysine specific demethylase 3A，KDM3A)/Krüppel樣轉錄因子2(Krüppel-like transcription factor 2，KLF2)/IRF4軸 KDM3A-KLF2-IRF4軸是MM中MUM1/IRF4的直接靶標[26]。KDM3A是含有組蛋白去甲基化酶的Jumonji-C結構域成員，是MM細胞存活的關鍵表觀遺傳調節因子[20,27]。KLF2是Krüppel鋅指家族的核DNA結合轉錄因子，是前B細胞克隆擴增和B細胞活化的負調節物[28]。已有研究表明，KDM3A-KLF2-IRF4通路通過調節MM細胞黏附和歸巢至骨髓，阻止細胞凋亡和增強MM細胞與骨髓微環境的相互作用來維持MM細胞存活，體外和體內敲除KDM3A均對MM細胞有毒性[20]。KDM3A在啟動子處通過組蛋白H3第9位賴氨酸去甲基化維持KLF2和IRF4的表達，KLF2和IRF4相互反式激活其表達，在MM細胞中產生正反饋環[20,26]。敲減KLF2也會引發MM細胞凋亡，KLF2也是IRF4的直接靶標[20]。綜上所述，KDM3A-KLF2-IRF4軸代表了潛在的治療靶點，在MM中起重要作用。

3.2MYC MYC是MM中MUM1/IRF4的直接目標之一[17,19,29]。MUM1/IRF4和MYC在正常B細胞活化期間和MM中形成陽性自體調節環。遺傳異常的MYC在MM中表達上調，從而增加MUM1/IRF4表達，正常漿細胞中的B淋巴細胞誘導成熟蛋白(B lymphocyte induced maturation protein，Blimp)-1抑制MYC，但該抑制作用在MM中被消除[17,30]。有研究報道，與正常漿細胞相比，MM細胞系可過度表達Blimp-1的另一同種型Blimp-1β，且與Blimp-1相比，Blimp-1β抑制MYC的能力降低[31-32]。一些已開發的直接或間接靶向MM中MYC的方法正在進行臨床評估[33]。

溴結構域是一類能夠特異性識別乙酰化賴氨酸并形成驅動活性轉錄的蛋白質復合物的保守蛋白結構域，組蛋白賴氨酸的N端乙酰化或去乙酰化修飾可改變染色質的結構，調控基因的轉錄激活和轉錄抑制。溴結構域及外端結構域蛋白家族是第2類溴結構域蛋白家族。MYC受溴結構域及外端結構域的轉錄調節，抑制溴結構域及外端結構域可調節MYC轉錄的功能[34]。溴結構域及外端結構域抑制劑JQ1可下調MYC轉錄，可見，下調MYC依賴性靶基因可減少腫瘤負荷，是調節MM中c-myc功能的有效策略[35]。OTX015(MK-8628)Ⅰ期試驗(NCT01713582)正在淋巴瘤和MM患者中進行測試[36]。CPI-203與基于來那度胺方案的組合改善了復發性/難治性MM患者的治療反應[37]。復發MM的Ⅰ期試驗(NCT02157636)中的CPI-0610顯示出抑制Ikaros家族鋅指轉錄因子1、IRF4和MYC的有效臨床前活性[33,38-39]。此外，抑制溴結構域家族非溴結構域及外端結構域蛋白中CBP/EP300可下調MYC，表明CBP/EP300對調節MM的IRF4/MYC軸起重要作用[40]。CBP/EP300催化活性的選擇性抑制劑A-485可選擇性地抑制細胞增殖，證實了抑制組蛋白乙酰轉移酶與MM治療的相關性[41]。

通過開發包封在DCR-MYC脂質納米顆粒內的靶向MYC的小干擾RNA實現了對MYC的直接抑制[42]。評估DCR-MYC對實體瘤、MM及淋巴瘤患者安全性和耐受性的Ⅰ期臨床試驗(NCT02110563)正在進行[33]。干擾MYC及其異二聚化配偶體MAX之間相互作用的小分子(如10058-F4或10074-G5)，對MYC/MAX體外抑制表現出有效活性[43-44]。抑制MYC/MAX為一種有吸引力的治療選擇。

3.3免疫調節劑(immunomodulatory drugs，IMiDs) IMiDs和蛋白酶體抑制劑可用于治療MM，其中IMiDs是治療MM的主要藥物。沙利度胺是第一代IMiDs，可顯著提高MM患者的緩解率和生存率。第二代IMiD包括來那度胺和Pomalidomide，兩者抗MM、抗炎和免疫調節活性作用均較沙利度胺更強。有研究證明，腦膜蛋白是沙利度胺導致胚胎畸形的靶分子[45]。隨后的研究證明，腦膜蛋白也是來那度胺和Pomalidomide等IMiDs抗骨髓瘤活性的必需物質[46]。MM患者腦膜蛋白表達水平與IMiDs的治療療效呈正相關[47-48]。降低腦膜蛋白的表達對MM細胞具有毒性作用，但低腦膜蛋白表達MM細胞一旦存活，將對IMiDs產生耐藥。已有相關臨床研究表明，低腦膜蛋白表達的MM患者發生來那度胺耐藥的概率升高，高腦膜蛋白表達水平與來那度胺敏感性增加相關[46]。因此，保持一定程度的腦膜蛋白表達水平是IMiDs發揮抗MM活性的必要條件。MUMl/IRF4是腦膜蛋白的下游靶標之一，腦膜蛋白沉默導致MUM1/IRF4下調[49-50]。IMiDs可以特異性增強腦膜蛋白與含有鋅指結構轉錄因子Ikaros家族鋅指轉錄因子1、Ikaros家族鋅指轉錄因子3之間的相互作用，進而使其泛素化水平增強，更易被降解，從而抑制下游IRF4、MYC分子的表達，減弱MM細胞的生長和增殖[51-53]。通過熒光定量聚合酶鏈反應測量154例表征良好的MM患者骨髓樣品中MUM1/IRF4信使RNA的表達發現，低MUM1/IRF4表達的患者無論是否接受來那度胺治療，生存期均差異無統計學意義；而接受那度胺治療的MUM1/IRF4過表達者生存期顯著優于其他治療患者[54]。MUM1/IRF4在MM發病機制中的關鍵作用是來那度胺發揮其抗腫瘤效應的重要機制，同時，MUM1/IRF4也可作為預測來那度胺的生物標志物[54]。

3.4Panobinostat Panobinostat是一種組蛋白去乙酰化酶抑制劑，已被美國食品藥品管理局批準用于治療MM[55]。血紅素加氧酶1可促進各種惡性腫瘤的生長和耐藥，其表達與IRF4信使RNA和蛋白的表達呈正相關，血紅素加氧酶1可下調MM中IRF4/MYC的表達[26,56]。Panobinostat通過激活胱天蛋白酶3和細胞凋亡下調MM細胞中血紅素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白質的表達；此外，Panobinostat通過增加組蛋白H3第9位賴氨酸的乙酰化并抑制MUM1/IRF4誘導MM細胞凋亡[56]。Panobinostat和來那度胺通過調節血紅素加氧酶1/IRF4/MYC信使RNA和蛋白質的水平顯示出協同抗MM的活性，通過靶向上游表觀遺傳調節因子間接靶向MUM1/IRF4[26,56]。

4 小 結

我國MM發病率呈逐年上升趨勢。MM尚不能完全治愈，但各種治療方案(如免疫療法、自體造血干細胞移植、靶向藥物等)的出現為MM患者的治療提供了多種選擇。MM治療靶向標志物的深入研究以及各種藥物的最佳組合可最大限度地發揮作用，減少不良反應的發生，延長患者生存期，提高患者生活質量。MUM1/IRF4廣泛地影響MM基因的表達程序，位于調節網絡的中心，在驅動惡性腫瘤的多個步驟中起作用，對MM的發生、發展有重要影響。目前，靶向IRF4表達或其轉錄網絡是MM有可行性和適用性的治療選擇之一。