急性髓系白血病對Venetoclax 的耐藥機制及療效預測標志物的研究進展△

宋冰欣，胡慧仙

浙江大學附屬金華醫(yī)院血液科，浙江 金華 321000

Venetoclax是一種選擇性B細胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）抑制劑，能通過特異性抑制Bcl-2蛋白，激活內源性線粒體凋亡通路，從而使腫瘤細胞快速凋亡[1]。2018年，Venetoclax被美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批準用于治療不適合進行強化療的新診斷老年急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）患者。一項Ⅱ期臨床試驗評估了Venetoclax單藥治療高危復發(fā)/難治性AML患者的療效，總體反應率為19.0%，客觀緩解率（objective response rate，ORR）為15.5%。且在該研究中無一例患者發(fā)生急性溶瘤綜合征，證明了Venetoclax具有單藥臨床活性和可耐受的安全性[2]，但單藥療效尚不滿意。隨后，學者們對以Venetoclax為基礎的聯合方案展開了研究。Ⅰb/Ⅱ期研究表明，Venetoclax聯合低劑量阿糖胞苷或去甲基化藥物治療中位年齡為74歲的AML患者，可達到較高的完全緩解（complete response，CR）率（54%～67%）[3-4]。兩項Ⅲ期試驗將Venetoclax聯合低劑量阿糖胞苷或去甲基化藥物用于同樣不適合化療的人群中，結果表明，與對照組相比，試驗組獲得顯著的生存獲益，這使得Venetoclax獲得了完全批準[5-6]。Venetoclax在2021年最新的白血病臨床診治指南中也被推薦優(yōu)先用于老年AML患者[7]。但仍然有約30%的患者治療效果不佳，而且治療后的患者也會出現繼發(fā)耐藥[2]。有學者對耐藥機制進行了研究，發(fā)現特定的基因突變、靶標表達的下調、替代途徑激活及細胞代謝等在對Venecolax抵抗中發(fā)揮了重要作用[8]。此外，由于Ventoclax在患者中的治療效果不同，通過識別預測標志物有助于甄別獲益最大的患者，對臨床決策有重要意義。本文就目前AML對Venetoclax的耐藥機制及預測標志物的研究進展進行綜述。

1 Venetoclax的藥理機制

細胞線粒體凋亡途徑受Bcl-2蛋白家族調控，根據功能不同，Bcl-2蛋白家族可分為促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白。抗凋亡蛋白包括Bcl-2蛋白、超大B細胞淋巴瘤蛋白（B-cell lymphoma-extra-large，Bcl-XL）、骨髓細胞白血病-1蛋白（myeloid cell leukemia-1，Mcl-1）、B細胞淋巴瘤W蛋白（B-cell lymphoma-W，Bcl-W）等。促凋亡蛋白包括多結構域蛋白[如Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）、Bcl-2拮抗/殺傷蛋白（Bcl-2 antagonist/killer，BAK）等]和僅BH3結構域蛋白[如BH3結構域相互作用激動蛋白（BH3-interacting domain death agonist，BID）、Bcl-2相互作用殺傷蛋白（Bcl-2-interacting killer，BIK）、巴豆醇（佛波醇）-12-肉豆蔻酸-13-乙酸誘導蛋白1（phorbol-12-myristate-13-acetateinduced protein 1，PMAIP1）、p53凋亡上調因子（p53-upregulated modulator of apoptosis，PUMA）、Bcl-2相互作用細胞的死亡介導蛋白（Bcl-2-interacting mediator of cell death，BIM）等][9]。Bcl-2及其抗凋亡家族成員可以與BAX或BAK結合并使其失活，或直接與僅BH3結構域的蛋白質結合以阻止細胞凋亡，從而維持細胞存活和增殖。而當僅BH3結構域蛋白濃度足夠大時可以競爭性地與Bcl-2結合，使BAX/BAK釋放，活化的游離BAX/BAK進行寡聚并在線粒體外膜上形成孔，從而導致細胞色素C和其他促凋亡分子進入線粒體和細胞質，然后激活胱天蛋白酶，導致細胞凋亡的發(fā)生。Venetoclax是BH3蛋白的模擬物，可通過與Bcl-2蛋白結合、替換BIM等促凋亡蛋白，增加線粒體外膜通透性和活化半胱天冬酶等機制，輔助修復腫瘤細胞的凋亡過程從而使腫瘤細胞正常凋亡[8]。此外，還有研究發(fā)現，Venetoclax可以調控腫瘤相關基因并促進免疫細胞釋放炎癥因子如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ），從而促進腫瘤細胞的凋亡[10]。

2 AML對Venetoclax的耐藥機制

2.1 表達改變與耐藥

由于Ventoclax靶向Bcl-2發(fā)揮作用，所以對Ventoclax耐藥的假設首先集中在Bcl-2表達改變上。研究表明，替代途徑激活和其他抗凋亡蛋白（如Mcl-1和Bxl-XL）的表達上調可以使Bcl-2表達減少[11]，從而對Venetoclax產生原發(fā)和繼發(fā)抗性。體外AML細胞株的研究表明，Bcl-2與Mcl-1的轉錄比值與Venetoclax敏感性呈明顯負相關[12]，這提示Mcl-1對藥物敏感性的影響非常重要。這種適應性表達改變大部分是在接受Venetoclax治療后出現的代償表現，即繼發(fā)性耐藥。但Pei等[13]的研究發(fā)現，單核細胞系白血病具有獨特的轉錄組圖譜，具有更高的Mcl-1轉錄表達構成比，而Bcl-2表達下降，喪失了Venetoclax治療的靶標，使單核細胞系白血病表現出獨有的原發(fā)耐藥特性。這一表達特性在其他髓系白血病中暫未有報道，但是由于AML的異質性較大，個體間也具有異質性，不排除有部分患者在診斷時即具有Bcl-2表達較少的特性，從而獲得原發(fā)耐藥的可能。另一項體外研究發(fā)現，Venetoclax反應與CD14和溶質載體家族15成 員 3（solutecarrierfamily 15 member3，SLC15A3）表達呈負相關，SLC15A3在單核細胞中高表達，CD14則編碼經典單核細胞表面標志物，從另一方面驗證了單核細胞白血病具有獨特的Venetoclax抗性[14]。其他體外研究發(fā)現，選擇性促生存蛋白如Bcl-XL、Bcl-2A1的表達增加，促凋亡蛋白成員PUMA或NADPH氧化酶激活劑（NADPH oxidase activator，NOXA）的表達下調與耐藥性也具有相關性[15]，但其是否會導致體內的耐藥性尚不清楚。

2.2 基因改變與耐藥

為了更好地了解Venetoclax的耐藥分子機制，利用全基因組CRISPR/Cas9篩選來確定敲除基因對耐藥性的影響，結果顯示腫瘤蛋白53（tumor protein p53，TP53）、BAX基因的失活會導致AML細胞對Venetoclax產生耐藥性[16]。為了進一步在臨床上驗證，一項Ⅱ期臨床研究比較了Venetoclax單藥治療復發(fā)/難治性AML患者前后的基因組生物標志物，表明Fms樣酪氨酸激酶3-內部串聯復制（Fmslike tyrosine kinase 3-internal tandem duplication，FLT3-ITD）或蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型11（protein tyrosine phosphatase nonreceptor 11，PTPN11）基因突變可能在Venetoclax單藥治療的原發(fā)性和繼發(fā)性耐藥中發(fā)揮作用[17]。另一項研究則比較了Venetoclax聯合方案治療新診斷AML患者前后的基因組生物標志物，結果顯示FLT3-ITD突變和TP53基因沉默與原發(fā)抵抗和復發(fā)相關[18]。這些基因突變或失活有些是患者在診斷時就已經具有，有些是經其他方案治療后繼發(fā)出現的。FLT3-ITD突變時可激活多種信號途徑，包括Janus激酶（Janus kinase，JAK）/信號轉導及轉錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）、大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）/促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）途徑，其中最重要的是RAS/MAPK途徑，信號下傳后最終使Mcl-1、Bcl-XL等抗凋亡蛋白表達上調[19]，從而使Venetoclax療效下降。TP53基因失活介導的耐藥機制尚不清楚，部分研究表明TP53基因失活后，會擾亂線粒體的穩(wěn)態(tài)，進而損害促凋亡蛋白BAX/BAK的效應器功能，使凋亡途徑不能正常進行。而且，TP53缺陷也阻礙了Bcl-2的表達，直接降低了Venetoclax的靶標并導致耐藥性[16]。研究發(fā)現，與新出現的TP53基因突變或失活相比，FLT3-ITD突變在獲得性耐藥中的作用似乎更加顯著[20]。另外有學者發(fā)現，Venetoclax治療后的AML患者出現了緊急BAX突變，這種突變與繼發(fā)性耐藥有關[21]，但其具體機制尚不明確，可能與凋亡程序無法正常進行有關。同時期另一項全基因組功能篩查研究發(fā)現，獲得耐藥的細胞中出現線粒體結構適應性改變，對改變的結構進行轉錄表達的推導驗證，最終發(fā)現，獲得耐藥的AML細胞中酪蛋白水解肽酶B（casein-hydrolytische peptidase B，CLPB）基因表達上調，導致視神經萎縮1（optic atrophy 1，OPA1）蛋白過表達從而使線粒體的結構發(fā)生改變，這一結構改變能防止細胞色素C釋放[22]，因此可以抵御Venetoclax介導的細胞凋亡。這一研究說明CLPB基因上調是Ventoclax繼發(fā)耐藥的另一潛在機制，靶向線粒體結構可能是克服Venetoclax耐藥性的一種有前途的策略。

2.3 細胞代謝與耐藥

除了分子機制外，細胞代謝的改變也是耐藥機制的研究熱點。有代謝組學分析顯示，白血病干細胞（leukemia stem cell，LSC）依賴氨基酸代謝驅動氧化磷酸化產生的能量存活，Venetoclax和阿扎胞苷聯合方案可以通過抑制氨基酸吸收達到根除LSC的效果[23]。有研究發(fā)現，復發(fā)白血病干細胞（relapsed leukemia stem cell，RLSC）的煙酰胺代謝增加，煙酰胺通過補救途徑合成NAD+，NAD+驅動RLSC氨基酸代謝和脂肪酸代謝水平增加，使Venetoclax和阿扎胞苷聯合方案療效降低，使用煙酰胺代謝途徑抑制劑可以使RLSC存活率降低[24]。但三者聯合用藥并沒有達到更好的療效，可能是作用機制有所重疊。另一項研究發(fā)現，RLSC中脂肪酸轉運至線粒體水平增加，利用脂肪酸驅動氧化磷酸化補償氨基酸攝取的損失，為LSC提供了另一種手段來規(guī)避Venetoclax聯合阿扎胞苷治療的細胞毒作用。脂肪酸代謝的改變可能與RAS突變有關，因為在RAS突變的患者中觀察到與脂肪酸轉運及代謝相關的酶表達增加[25]。

3 Ventoclax治療AML 的療效預測標志物

由于AML的異質性較大，Ventoclax在不同個體中的治療效果也不同，預測療效的生物標志物有助于判斷患者是否適合Venetoclax治療及獲益程度。最先被發(fā)現的預測標志物是異檸檬酸脫氫酶 1/2（isocitrate dehydrogenase 1/2，IDH1/2），其突變往往預示著患者具有更好的療效[3]。在Venetoclax單藥治療復發(fā)/難治性AML患者的臨床研究中發(fā)現，富含絲氨酸和亮氨酸的剪切因子2（serine and arginine rich splicing factor 2，SRSF2）/RNA 結合基序和富含絲氨酸或精氨酸的CCCH型鋅指2（zinc finger CCCH-type,RNA binding motif and serine/arginine rich 2，ZRSR2）和IDH1/2突變患者具有更高的敏感性，但無法確定是1個突變還是2個突變共同預測敏感性[17]。此外IDH1/2突變對預后的預測價值受到共突變狀態(tài)和突變具體位置的影響，在已知的幾個突變位點中，IDH2_140突變患者的受益更加明顯[26]。另一項以Venetoclax基礎方案治療復發(fā)/難治性AML患者的研究發(fā)現，除了IDH2和SRSF2外，攜帶核磷蛋白1（nucleophosmin 1，NPM1）、RUNX家族轉錄因子1（RUNX family transcription factor 1，RUNX1）基因突變的患者有更高的緩解率，尤其是RUNX1突變患者的中位總生存期明顯更長[27]。在Venetoclax方案作為一線治療方案治療老年患者的臨床研究中發(fā)現，高應答率和持久緩解率通常與NPM1或IDH2突變有關，其中NPM1突變患者的緩解時間普遍更長[18]。臨床前研究表明，同源異型（homeobox，HOX）基因表達特征、混合譜系白血病（mixed lineage leukemia，MLL）融合及RAD21黏附復合物成分（RAD21 cohesin complex component，RAD21）、GATA 結合蛋白2（GATA binding protein 2，GATA2）、腎母細胞瘤基因 1（Wilms tumor gene 1，WT1）突變與 Venetoclax敏感性相關[28-29]。但關于其如何擾亂AML生物學過程以有利于Venetoclax反應的機制，目前還未確定，也缺乏相關前瞻性研究對其進行探索。

4 小結與展望

成人AML的管理正迅速轉變?yōu)橐环N個性化方法，針對白血病的特定特征應用靶向治療成為治療的新熱點。Venetoclax的應用使得不適合強化療的患者看到了新希望，但其耐藥性仍為治療的一大障礙，目前從表達改變、基因改變、細胞代謝等多方面對其耐藥機制展開了廣泛研究，也有部分機制仍需進一步完善及在體內進行驗證。針對其耐藥機制尋找協(xié)同作用的新型靶向藥物的最佳組合，將是未來需要解決的關鍵任務。與此同時，鑒定預測性生物標志物并以此為依據為患者從特定抗凋亡組合療法中精確選擇最有可能受益的療法也至關重要。