淺談白血病從簡單到復雜的認識過程

馮寶章

（天津市韋爾柏基因治療公司，天津 300020）

我本人自上個世紀60年代大學畢業后進入癌癥研究領域。當時對白血病作為造血系統癌癥可以說毫無認識。由于白血病在當時死亡率極高，存活期短（半年），初步印象它復雜且危險。根據動物白血病病毒病因研究成果，同時又寄希望于祖國醫學，我們實驗白血病組開始上述兩個方面的探索研究，雖然收獲不大，但畢竟有了一個開端。直到上個世紀80年代，中國醫學科學院血液學研究所承擔衛生部重點項目---白血病前期研究，我本人作為遺傳專業畢業生應召參加了此項工作。在此之前也是衛生部課題---靛玉紅療效原理研究協作組的一員。由于這兩個課題都是與臨床緊密結合的研究，門診上陸續來了一些有家族背景的患者，這樣我們這個遺傳學組就開始了家族性白血病研究。這是我的幸運。

一、在白血病家系成員中認知最簡單的白血病形態，并從而開始從簡單到復雜的認識白血病的過程：

1、家族性白血病研究過程中，我們起初遇到一個早期紅白血病家系，其成員最初的骨髓變化僅僅是紅系過度增生，且不顯示貧血癥狀。患者紅光滿面，可以說是“健康”無比。然而正是這樣的患者最終發展為白血病和慢性再生障礙性貧血（CAA）。而另一個紅白血病家系則顯示其成員葉酸敏感性和白血病（包括紅系和粒系白血病）的遺傳性。我們使用禽類原始紅細胞增多癥（亦可稱為紅白血病）癌毒癌基因V-erbB和V-erbA作探針和Soutern印跡雜交技術，證實這兩個家系致病基因是內源性的V-erbB突變和擴增。與此同時，在以巨核系統異常起病的淋巴細胞白血病（ALL）家系也得到證明。

2、在上述研究過程中，我們實現了從家族性到散發性白血病認識的過度。我們將上述家族性紅白血病和散發性紅白血病同時作比較研究，發現二者致病基因有相同雜交帶型和相異的基因拷貝數。說明致病基因發生突變之后，隨著其拷貝數的增加，其疾病從紅血病向紅白血病方向發展。

總結我們的結果，我們認為白血病的家庭或家系聚集現象應歸因于兩性生殖細胞的結合，把有關白血病的致病基因和相關基因異常共同地組合有一個受精卵里，而散發性白血病的發生發展除了仰仗父母提供的致病基因異常外，其相關基因異常則靠其一生去積累了。其中，內源性V-erbB突變和擴增可能是二者共同的致病基因異常。這一點可以從白血病患兒父母骨髓檢查中得到證明。這說明多數人并沒有機會得白血病，因為一個人一生中要把癌癥致病基因和多種相關基因積累在同一個組織干細胞里，包括造血干細胞里的機會是很少的。我們看不到晚期癌癥的遺傳病表型原因也在于此。

3、對胸科腫瘤患者骨髓研究，實現癌癥認識從白血病到腫瘤的轉變：不同類型或身體不同部位惡性腫瘤（含白血病和白血病前期）可以共同地發生于同一家庭或家系，乃至同一個體，說明它們之間存在某種共同之處。由于胸科腫瘤手術時需要拆斷1-2根肋骨，使我們有機會對其骨髓進行細胞和分子生物學研究，證明當腫瘤發展到臨床期，其60%以上患者骨髓變化亦達到白前期。且與MDS骨髓有相同的C-erbB重排/擴增。說明造血系統腫瘤和其他系統腫瘤一樣，是作為一種疾病而發生的，只是顯露的部位和時間不同罷了。用共同的反基因V-erbB寡核苷酸對大鼠MDS和人類食管癌早期進行治療的成功，說明它們的致病基因是相同的。對大鼠乳腺實體瘤的基因治療，證明反基因V-erbB寡核苷酸對惡性腫瘤有明顯抑制作用，而對良性瘤（纖維瘤）則無作用。（專發表資料）

二、從“白血病是干細胞病”到“實體瘤也是干細胞病”的認識轉變：眾所周知，骨髓造血機制是干細胞造血。造血干細胞的自我更新和分化成熟之間的平衡，使正常人骨髓造血有一個合理的平衡。造血干細胞因其癌基因被激活而轉化，必然導致骨髓原始細胞百分比的增加，并在相應的抑癌基因失活的配合下導致成熟血細胞的減少。甚至出現貧血出血或/和血細胞的減少等癥狀，進而被診斷為骨髓增生異常綜合征（MDS），又稱白血病前期。后者進一步發展為白血病。既然普遍承認MDS是造血干細胞病，無疑也應承認白血病也是干細胞病。早在上個世紀70年代慢性粒細胞白血病（CML）就已被承認是干細胞病，因為其多個系統的細胞均有標記性的Ph染色體被檢出。當時體外集落培養和脾結節試驗支持造血的干細胞機制。近幾年，國外研究充分證明不僅白血病是干細胞病，實體瘤也是干細胞病。由于干細胞具有很強的自我更新能力，只有不同部位組織干細胞才能承載白血病等癌癥的多基因多步驟發病過程，并把受精卵的致病基因異常繼往開來，在不同組織里發展成為白血病或腫瘤。我們在上個世紀80年代應用小鼠骨髓細胞姐妹染色單體互換（SCE）技術，證明骨髓細胞愈原始，其DNA受損傷而發生SCE的可能性愈大。換言之，干細胞最易于在誘變劑作用下發生基因突變。因此，上述內源性V-erbB突變和擴增最大可能發生于干細胞，包括造血干細胞。

三、在白前轉白血病的過程中認知癌變基因和白血病的發展機制

MDS骨髓病變稱為病態造血（Myelodysplasia），或表述為骨髓造血質和量的變化。它是典型的造血干細胞病，由五個亞型組成。其中三個亞型即難治性貧血（RA）和原始細胞增多型RA即RAEB，和轉化中的RAEB即RAEBT，恰好代表MDA從RA發展為白血病的不同階段，因而是研究白血病發病原理的絕好模型。難治性貧血（RefractoryAnemia,RA）是其中病情最輕者，只有20%左右的轉白率，其余大多死于并發癥。我們觀察到,隨著白血病的發展RA骨髓原始粒細胞比例愈來愈高，同時有愈來愈多的病例檢出細胞周期和染色體核型性異常。細胞周期檢測（即Brdu-SCD檢測）和核型分析各自都有診斷和預后價值，二者合用價值更大，因而很受臨床的歡迎。是什么原因導致骨髓原始粒細胞百分比從5%到20%甚至30%的增加呢？我們按照家族性紅白血病研究的思路，用相同的方法，證明二者有相同的C-erbB重排/擴增和C-erbA缺失/失活。我們應用反基因V-erbB寡核苷酸（Oligo）聯合CpGOligo治療大鼠RAEB和紅白血病有效，而治療由紅白血病發展而來的粒細胞白血病卻無效。說明有另一個基因參與了骨髓由紅系到粒系的轉變過程，而且一定是個癌基因。同時這個基因的擴增應與骨髓出現染色體核型異常和細胞周期成延長（即SCD陰性）聯系在一起。這個基因就是胸苷酸合成酶（ThymidylateSynthase,TS）基因。它的擴增應該發生于上述已發生內源性V-erbB突變和擴增的白前干細胞里。在骨髓正常造血功能不足，而發生正常造血干細胞代償性增生（從而發生EGFR，TS和TK等基因擴增）的情況下，上述白前干細胞由于兩個癌基因(V-erbB/TS)的協同擴增而轉變為白血病干細胞就不足為奇了。美國NIH的Zajac-Kaye等人證明TS基因是個癌基因（Oncogene），具有DNA合成酶的關鍵性新作用。

在觀察MDS-RA轉白血病的過程中我們又一次感受到白血病從比較簡單到復雜的過程。上述白血病干細胞在造血微環境中，就象受精卵在子宮里那樣，繁殖成為具有巨大數量且分布全身的白血病細胞的急性白血病。由于白血病干細胞（作為干細胞）表面活躍著多種生長因子受體，微環境中各種生長因子都可以為其所用。各種受體之間還會交談（Crosstalk）形成為合力，從而不斷強化它的增殖力，以致無法控制。而當微環境不能提供所需的生長因子時，白血病干細胞甚至可以自我分泌。因此，當病人骨髓正常干細胞失去代償能力，從而也失去對白血病干細胞增殖的任何抑制時，白血病的急性發作也就不足為奇了。白血病復發的機制也許也是如此，而腫瘤的轉移可能在此情形下發生。

[1]古瑩，邱曦，徐榮臻.白血病干細胞分子生物學特性及其治療策略研究進展.基礎醫學與臨床，2008年9期.