白細胞介素3受體α亞基與急性髓系白血病的靶向治療

黃家福(綜述)，吳 勇，陳元仲(審較)

(1.福建醫科大學，福州350000;2.福建省血液病研究所，福建醫科大學附屬協和醫院，福州350000)

造血細胞的生長、增殖和分化能力受體內多種造血生長因子的調控，如白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-3、IL-5、IL-6、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)等。這些細胞因子通過與靶細胞表面特異受體結合而發揮生物學效應。近年來研究表明，IL-3Rα異常表達在急性白血病的發生、發展過程中扮演著重要角色。針對IL-3Rα定向清除白血病細胞可能成為急性髓系白血病(acute myeloid leukemia，AML)治療的新途徑。現對IL-3Rα及針對此位點的AML靶向治療研究進展綜述如下。

1 IL-3Rα與急性白血病

IL-3受體系統包括 IL-3R、IL-5R和 GM-CSFR。IL-3R、IL-5R和GM-CSFR由細胞因子特異α亞基(GM-CSFRα、IL-3Rα、IL-5Rα)和共同 β 亞基(βc)組成。IL-3、GM-CSF和IL-5通過與細胞表面的相應受體結合而發揮生物學效應。α亞基為低親和力受體，能特異性與相應配體結合，但單獨不傳遞信號;β亞基不能單獨與配體結合，主要轉導細胞內信號［1-2］。α亞基與β亞基結合形成高親和力受體復合物，當與生理濃度的配體結合，β共同亞基磷酸化，可通過銜接蛋白Shc、Grb2、Sos激活Ras信號途徑。后者刺激Raf誘導下游與細胞外調節蛋白激酶1和2相關的促分裂素原活化蛋白激酶途徑，上調轉錄因子c-fos和c-jun的表達。此外，p38和JNK/STATs(兩面神激酶/信號轉導及轉錄激活因子)也參與這個途徑［3］。IL-3R 系統的另一條重要途徑是磷脂酰肌醇3激酶/AKT，磷脂酰肌醇3激酶的p58亞單位與活化的hβc亞基結合，通過絲氨酸殘基磷酸化，恢復蛋白質絲/蘇氨酸激酶，傳遞生存信號［4］。

最近 Chen 等［5-6］還發現IL-3Rα存在兩種不同的異構體:全長的IL-3Rα稱為SP1;缺失N-末端Ig樣結構域的IL-3Rα稱為SP2。SP1和SP2介導IL-3和βc鏈上不同的位點結合。SP2介導IL-3結合于βc鏈的結構域1和結構域4之間，SP1介導的IL-3結合位置和SP2不同;在鼠FDPC-mix細胞過表達hIL-3Rα/hβc基因，研究IL-3RαSP1和SP2對細胞增殖、分化的影響，結果表明，表達 hIL-3RαSP2/hβc的 FDCP-mix細胞表現出分化能力，而表達hIL-3RαSP1/hβc的FDCP-mix細胞表現出自我更新增殖能力。這表明，SP2和SP1介導產生不同的細胞增殖和分化效應［5］。

急性白血病是造血系統惡性腫瘤，以造血細胞分化成熟受阻、未分化細胞大量增殖為特征。體外實驗表明，IL-3Rα高表達可以提高細胞對IL-3的敏感性，有利于形成為IL-3非依賴性的克隆或在很低劑量的IL-3刺激下即能增殖，提示IL-3受體α的高表達促進造血細胞過度增殖，有可能導致白血病［7］。臨床研究表明，IL-3Rα在AML及急性B淋巴細胞白血病(B-ALL)中高表達［8］。在 IL-3Rα 高表達的AML中其白血病細胞高表達CD34和c-kit、flt-3等，而低表達 CD11b、CD14和 CD15抗原［9］。國內外的研究均發現IL-3Rα高表達的AML患者表現為高白細胞和幼稚細胞比例高，緩解率低，復發率高，無病生存期短，預后差［10-11］。

2 針對白血病干細胞的靶向治療

Lapidot等［12］從AML患者的骨髓細胞中分離出具有/表型的白血病細胞亞群，將此亞群細胞移植給非肥胖性糖尿病/重癥聯合免疫缺陷(NOD/SCID)小鼠，發現該群細胞與正常造血干細胞一樣具有自我更新和增殖的能力;而白血病細胞中的/和細胞卻沒有這些特性。Bonnet等［13］將人/白血病細胞亞群移植給NOD/SCID小鼠，結果導致小鼠發生人類急性髓性白血病。人們開始認識到白血病患者體內存在一群特殊的細胞群——白血病干細胞(lLeukemic stem cell，LSC)。Jordan等［14］對原代 AML細胞的研究顯示/的AML細胞高度表達IL-3Rα，而正常骨髓來源的/細胞幾乎不表達CD123抗原;將純化的/白血病細胞移植給NOD/SCID小鼠，可在小鼠體內建立和保持白血病細胞群。因此，CD123被認為是LSC的特異標志。以CD123為靶點，有可能成為定向清除AML細胞的有前途的治療策略。

2.1 白喉毒素聯合IL-3 此方法基于CD123在LSC中高表達，而在正常造血干細胞中不表達的特點，利用白喉毒素(diphtheria toxin，DT)及IL-3融合蛋白，定向殺傷白血病細胞。許多研究表明，DT-IL-3融合蛋白可選擇性殺傷AML原始細胞，同時使正常的祖細胞生存而達到細胞遺傳學正常。在小鼠自體骨髓移植實驗中，Vallera等［15］用DT-IL-3來凈化移植物中的白血病細胞。結果DT-IL-3組小鼠的生存時間明顯長于未經移植物凈化組的小鼠。這一研究結果表明，DT-IL-3可用于白血病自體骨髓移植的體外凈化。

Feuring等［16］利用DT388-IL-3處理正常人造血細胞和AML患者的白血病干細胞，發現DT388-IL-3可以殺死白血病干細胞，但對正常干細胞無明顯毒性作用。Ugo Testa等［17］發現，DT388-IL-3在體外對IL-3Rα低表達的AML細胞殺傷率較低，而對IL-3Rα表達水平高的AML細胞殺傷率較高，DT388-IL-3對AML細胞的殺傷能力與IL-3Rα的表達水平呈正相關。Frankel等［18］對31例復發或難治AML患者進行了DT388-IL-3的臨床實驗。這31例患者均接受過1次自體或異基因造血干細胞移植。結果有1例患者獲得了8個月的完全緩解，2例患者分別獲得了1個月和3個月的部分緩解，治療藥物相關毒性較輕。結果預示著這種藥物可能對聯合化療中及標準化療難以控制的白血病的治療有重要意義。目前Ⅰ期臨床試驗仍在進行中。

2.2 抗CD123單克隆抗體 7G3是抗CD123單克隆抗體。利用7G3方法定向清除LSCs的誘人之處在于CD123是LSCs的特異標志。目前，7G3定向清除LSCs的機制尚不十分明確。Sun等［19］發現，7G3在體外能與IL-3Rα的N-末端Ig樣結構域19～49號氨基酸結合，抑制IL-3與受體的結合從而抑制IL-3Rα的功能，由IL-3介導的細胞增殖作用因此受抑制。此外，由于IL-3與受體的結合受抑制，依賴IL-3的β亞基磷酸化及下游的信號轉導也受抑制，從而抑制與此相關的細胞生存及分化［4，20］。這些發現為基于IL-3Rα的白血病靶向治療提供了一種新的思路。Mirza等［6］的研究則表明，7G3可以抑制穩定表達hIL-3Rα全長序列，即SP1的細胞增殖，但是對穩定表達hIL-3RαSP2的細胞無此效果。這可能與SP2缺失能與7G3結合的N-末端Ig樣結構域有關。Jin等［21］發現7G3可定向殺滅體外培養的AML細胞;使用7G3處理移植了AML細胞的NOD/SCID小鼠，結果觀察到該組小鼠AML細胞植入能力明顯受抑制;腫瘤負荷較對照組明顯降低;生存時間比對照組明顯延長［17］。因為鼠血細胞并不能結合7G3，研究者利用食蟹猴作為實驗動物研究7G3的毒性作用，結果表明7G3對正常造血細胞無明顯毒性作用。這些研究表明，7G3在AML的靶向治療方面具有很好的應用前景。

3 展望

成年AML治療在過去10年已經取得了顯著療效，緩解率及5年總生存率較前均有明顯提高。但是，AML較高的復發率和治療相關并發癥仍然是AML治療的瓶頸。靶向治療藥物的研發及應用或許能夠攻克這一難題。LSC具有正常造血干細胞的某些特征，又有其特殊的細胞表型、分子生物學特征及獨特的分子調控機制。IL-3Rα作為LSC的特異標志，與AML的發生、發展和預后均起著十分密切的關系。對IL-3Rα進行更深入的研究，開發針對IL-3Rα的靶向治療新方法，對克服白血病耐藥、復發，實現自體骨髓移植的骨髓凈化和清除微小病灶等，均具有重大意義。

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