JAK2 V617F突變研究進(jìn)展及其診治骨髓增殖性腫瘤的作用

買買提力·依馬木（綜述），王曉敏（審校）

（1.新疆醫(yī)科大學(xué)研究生院，烏魯木齊 830054;2.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院血液科，烏魯木齊 830001）

真性紅細(xì)胞增多癥（polycythemia vera，PV）、原發(fā)性血小板增多癥（essential thrombocythemia，ET）、特發(fā)性骨髓纖維化（idiopathic myelofibrosis，IMF）以及慢性粒細(xì)胞性白血病（chronic myeloid leukemia，CML）是一組臨床與骨髓組織學(xué)特征相似的疾病，即骨髓增殖性疾病（myeloproliferative disorders，MPD）。根據(jù)WHO惡性血液病分類方案，最近將MPDs更名為“骨髓增殖性腫瘤”（myeloproliferative neoplasm，MPN），以強(qiáng)調(diào)這是一組惡性疾病［1］。但 PV、ET 及IMF等ph陰性的MPN的基礎(chǔ)研究相對(duì)緩慢。至2005年發(fā)現(xiàn)這些疾病存在Janus激酶2（JAK2）基因的單個(gè)獲得性點(diǎn)突變，且用較靈敏的檢測(cè)方法可確定95%的 PV、50%左右的 ET及 IMF發(fā)現(xiàn)JAK2V617F突變存在。JAK2 V617F突變的檢測(cè)為上述3種疾病的診斷提供了新的手段，也為研發(fā)靶向治療藥物展現(xiàn)了光明的前景。

1 JAK2基因的結(jié)構(gòu)及功能

JAK家族（Janus kinase，JAKs）是一類可溶性非受體型酪氨酸蛋白激酶，有 JAK1、JAK2、JAK3及TYK2等四個(gè)成員。其中JAK2是JAKs家族中較為重要的一個(gè)成員，基因定位于 9p24［2］，作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的基因，在多種造血生長(zhǎng)因子受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。JAK2與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和轉(zhuǎn)錄激活物（signal transducers and activators of transcription，STAT）家族的多個(gè)成員共同構(gòu)成了多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，能把細(xì)胞外信號(hào)與基因表達(dá)調(diào)控直接聯(lián)系起來，啟動(dòng)相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，完成細(xì)胞因子受體如促紅細(xì)胞生成素受體和促血小板生成素受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，產(chǎn)生細(xì)胞增殖效應(yīng)。此外，JAK2還介導(dǎo)粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、白細(xì)胞介素3以及生長(zhǎng)因子等在內(nèi)的多種細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)或調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖。

2 JAK2 V617F基因突變與MPN

JAK2 V617F突變是第14號(hào)外顯子原來的鳥嘌呤（G）被胸腺嘧啶（T）所取代，使得1849位的核苷酸發(fā)生改變——原位于JH2第617位的纈氨酸錯(cuò)義編碼為苯丙氨酸。當(dāng)617位點(diǎn)的纈氨酸被相對(duì)分子質(zhì)量較大的苯丙氨酸替代后，JH2空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不能維持JH2區(qū)蛋白的正常折疊狀態(tài)，使JH1活化環(huán)相互接近，造成JAK2的持續(xù)活化［3］，從而對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子產(chǎn)生高敏感性。當(dāng)JAK2 V617F分別與紅細(xì)胞生成素受體、血小板生成素受體或粒細(xì)胞集落刺激因子受體共表達(dá)轉(zhuǎn)化細(xì)胞后，能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生非因子依賴性生長(zhǎng)，即無需促紅細(xì)胞生成、血小板生成素及粒細(xì)胞集落刺激因子的條件下，共表達(dá)轉(zhuǎn)化細(xì)胞分別向紅細(xì)胞、巨核細(xì)胞及粒細(xì)胞分化。

另外，JAK2的持續(xù)活化，能使STAT5及下游其他激酶的活性明顯增強(qiáng)，包括抗凋亡基因Bcl-xL的低表達(dá)，轉(zhuǎn)錄因子ED和PRV-1（polycythemia rubra vera-1）的過度表達(dá)，血小板生成素受體的弱表達(dá)等。Kralovics等［4］研究發(fā)現(xiàn)，在 MPN 患者中，PRV-1、轉(zhuǎn)錄因子ED、錨蛋白重復(fù)序列ANKRDl5、核轉(zhuǎn)錄因子ETS2和細(xì)胞因子信號(hào)通路抑制因子SOCS-3等15個(gè)基因的表達(dá)發(fā)生了變化，并證實(shí)這些變化是由于體內(nèi)JAK2V617F突變后激活了JAK/STAT途徑而引起的，認(rèn)為JAK2基因突變后的繼發(fā)事件主要是其下游的相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子表達(dá)異常，從而引起某一系列的細(xì)胞過度增生，導(dǎo)致MPN的發(fā)生。

3 MPN中JAK2基因突變的臨床意義

首先，在臨床上它為MPN的診斷提供了可靠的分子學(xué)依據(jù)，研究表明，JAK2 V617F突變體在PV、ET、IMF中的發(fā)生率分別高達(dá)81%～99%、41%～72%、39%～57%［5］。在難治性貧血伴環(huán)形鐵粒幼細(xì)胞伴顯著血小板增多者中的檢出率為40%～50%［6］，在核心結(jié)合因子相關(guān)性急性髓系白血病中的檢出率為3.5%［7］等，但至今尚無淋巴細(xì)胞疾病、實(shí)體腫瘤或繼發(fā)性骨髓增殖性病變中出現(xiàn)JAK2 V617F突變的報(bào)道。因此，認(rèn)為該突變對(duì)MPN患者的診斷是必要的;其次，JAK2 V617F突變已成為研發(fā)治療MPN藥物的靶點(diǎn)。最后，JAK2 V617F突變的發(fā)現(xiàn)有助于闡明MPN的發(fā)病機(jī)制、并發(fā)癥的預(yù)判以及疾病的轉(zhuǎn)歸等:部分研究發(fā)現(xiàn)攜帶JAK2 V617F突變的MPNs患者具有更高的骨髓纖維化發(fā)生率或出血和血栓形成傾向［8］。Carobbio等［9］研究證實(shí)，ET 患者的白細(xì)胞增多與其血栓形成相關(guān)（而非血小板增多），同時(shí)發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞還參與血管粥樣硬化斑塊形成中的炎癥過程，增加了血栓事件的概率。更有意義的是，與突變陰性患者相比，JAK2突變陽性的ET患者白細(xì)胞與血小板均處于顯著的激活狀態(tài)，并且與突變陰性患者相比對(duì)羥基脲的治療更有效，推測(cè)JAK2 V617F突變與血栓形成之間的關(guān)聯(lián)可能來自白細(xì)胞增多的間接效應(yīng)。Campell等［10］的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，ET患者血紅蛋白、中性粒細(xì)胞、骨髓中紅系和粒系造血增高，促紅細(xì)胞生成素明顯降低，并且易發(fā)生靜脈血栓。歐洲的一項(xiàng)多中心研究［11］在中位隨訪38個(gè)月后，報(bào)道了152例JAK2 V617F突變陽性的IMF患者生存率低，轉(zhuǎn)變?yōu)榧毙园籽〉母怕矢摺?/p>

4 JAK2 V617F時(shí)代MPN的治療

MPN傳統(tǒng)的治療手段包括減輕癥狀、預(yù)防血栓形成等并發(fā)癥、物理方法去除增多的血細(xì)胞、抑制血細(xì)胞增殖以及造血干細(xì)胞移植等。近年來以JAK2 V617F突變?yōu)榘悬c(diǎn)的藥物研究為MPN的治療帶來了新的希望。JAK2 V617F突變的發(fā)現(xiàn)引起研究者極大熱情開發(fā)JAK2抑制劑治療MPN［12］。早期JAK2基因抑制劑的臨床研究主要集中在骨髓纖維化的患者，因?yàn)閷?duì)這種疾病的治療措施匱乏，且對(duì)于此病缺乏有效的治療手段。Pardanani等［13］發(fā)現(xiàn)應(yīng)用JAK2激酶選擇性抑制劑TG101209可抑制與JAK2 V617F相關(guān) MPNs細(xì)胞的酪氨酸激酶活性，引起 JAK2 V617F、STAT3、STAT5的磷酸化受抑制，并且在裸鼠模型中顯示出一定療效。Tyler等［14］、Geron 等［15］的研究顯示，JAK2激酶選擇性抑制劑 TG101209和TG101348可分別在納摩爾水平抑制攜帶JAK2V617F細(xì)胞的生長(zhǎng)，納摩爾濃度的抑制劑對(duì)含有突變基因的內(nèi)源性紅系集落具有生長(zhǎng)抑制作用。最近，一些JAK2非選擇性抑制劑，如MK-0457也已投入Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，用于治療難治或白血病轉(zhuǎn)化的JAK2 V617F陽性MPNs患者。

5 問題與展望

針對(duì)JAK2 V617F陰性MPN的存在，Pardanani等［16］在 ET及 IMF患者中發(fā)現(xiàn)了MPLW515L/K突變:該突變發(fā)生于MPL基因10號(hào)外顯子1544位堿基，它使得突變的細(xì)胞呈現(xiàn)非細(xì)胞因子依賴性地增殖且對(duì)TPO高度敏感，引起細(xì)胞惡性增殖。鑒于其在ET及IMF中的相對(duì)特異性，目前已被推薦列入WHO關(guān)于ET及IMF的主要診斷指標(biāo)。但是，在PV患者中并未發(fā)現(xiàn)這一突變位點(diǎn)，2007年在 JAK2 V617F陰性的PV患者報(bào)道了一系列JAK2第12外顯子突變，該突變特異性出現(xiàn)在PV患者中，尤其是JAK2 V617F突變陰性的PV患者，這對(duì)于診治MPNs又補(bǔ)充了一個(gè)重要的分子遺傳學(xué)依據(jù)。此外，近來在Ph陰性MPNs中還發(fā)現(xiàn)存在其他一些異常基因表達(dá)。青少年粒單核細(xì)胞白血病中發(fā)現(xiàn)的RAS/PTPNll/NFl突變;系統(tǒng)性肥大細(xì)胞增多癥中發(fā)現(xiàn)的KITD816V等［17］。上述這些突變基因均可導(dǎo)致JAK/STAT信號(hào)通路異常活化，引起細(xì)胞惡性增殖，最終導(dǎo)致疾病發(fā)生。這些新的突變位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步豐富了BCR/ABL陰性MPN發(fā)病機(jī)制的研究。

值得注意的是，對(duì)于JAK2 V617F突變，該突變是原發(fā)事件還是未知原因?qū)е碌睦^發(fā)事件尚不清楚。最近研究表明，該突變可能并非是MPN的最初致病因素，而可能是疾病中晚期的二次基因事件，并有證據(jù)表明患者JAK2 V617F突變發(fā)生之前已有20q-存在［18］。到目前為止，Ph陰性 MPNs患者還未發(fā)現(xiàn)有特異性的染色體異常，但研究表明隨著疾病持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)染色體核型異常的比例增加，而核型異常的PV患者易出現(xiàn)骨髓纖維化和白血病轉(zhuǎn)化，預(yù)后不良，其中-7、5q-以及復(fù)雜染色體異常往往提示疾病處于晚期階段［19］。Kralovics等［8］推測(cè)MPN的分子發(fā)病模型可能為MPN臨床癥狀出現(xiàn)以后，JAK2 V617F突變作為一個(gè)與疾病進(jìn)展相關(guān)的改變，它對(duì)MPN的發(fā)生并不是必要的和充分的，因此這些問題仍需進(jìn)一步研究。

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