張會來 呂慧娟 王華慶
組蛋白去乙酰化酶抑制劑治療T細胞淋巴瘤的作用機制及臨床研究進展
張會來 呂慧娟 王華慶

張會來 博士,淋巴瘤內科副主任,副主任醫師,碩士研究生導師。從事腫瘤內科臨床工作17年,擅長腫瘤內科的治療,專注于惡性淋巴瘤的診斷和綜合治療的研究。現任中國抗癌協會淋巴瘤專業委員會青年委員,中國抗癌協會臨床化療專業委員會青年委員,中國老年腫瘤學會淋巴血液腫瘤委員會委員,天津市抗癌協會血液腫瘤專業委員會委員。2008年受瑞士政府合作發展基金資助,赴南瑞士腫瘤研究所(IOSI)進修學習。2012年5月赴美國佛羅里達州Moffitt腫瘤中心參加國際臨床試驗培訓(IVSP)項目學習。曾于2003年和2006年獲天津市科技進步二等獎及三等獎各1項。參與多項國家自然科學基金及省部級科研項目,發表中華及國家級核心期刊論著20余篇。
組蛋白去乙酰化酶抑制劑(histone deacetylase inhibitors,HDACI)可以調節組蛋白氮端的乙酰化狀態,從而發揮其在疾病治療方面的作用,組蛋白的氮端尾部修飾屬于表觀遺傳學的范疇。表觀遺傳學主要研究在不改變DNA序列的情況下發生的可遺傳性的變異,HDACI作為一類非細胞毒性新型抗腫瘤的靶向治療藥物備受關注,臨床應用日益廣泛。美國食品藥品監督管理局(FDA)先后批準兩種HDACI用于治療皮膚T細胞淋巴瘤(cutaneous T cell lymphoma,CTCL)后,HDACI在其他T細胞淋巴瘤亞型中的臨床應用越來越受到重視,人們對其作用機制的深入研究為HDACI在T細胞淋巴瘤各亞型中的廣泛應用提供了分子生物學的理論基礎,本文就HDACI在T細胞淋巴瘤治療中的作用機制及臨床研究進展進行綜述。
組蛋白去乙酰化酶抑制劑 作用機制 臨床研究 T細胞淋巴瘤
近年來越來越多的研究證明,組蛋白的乙酰化和去乙酰化在惡性腫瘤發生發展中起著重要的作用,乙酰化可能通過對組蛋白電荷以及相互作用蛋白的影響,增加組蛋白與DNA的排斥力來調節基因轉錄。組蛋白的乙酰化有利于DNA與組蛋白八聚體的解離,核小體結構松弛,從而使各種轉錄因子和協同轉錄因子能與DNA結合位點特異性結合,激活基因的轉錄。組蛋白的去乙酰化,使得其與帶負電荷的DNA緊密結合,染色質致密卷曲,基因的轉錄受到抑制,HDACIs是一類新型抗腫瘤藥物,通過抑制組蛋白去乙酰化酶(HDAC)的活性,誘導靶細胞中組蛋白高度乙酰化,改變組蛋白與DNA鏈間的結合狀態,使染色質結構變得疏松,有利于轉錄因子與DNA鏈結合,啟動某些特異性基因表達,從而抑制腫瘤細胞的增殖、誘導腫瘤細胞再分化和促進腫瘤細胞的凋亡。
目前在人類細胞中共發現了18種HDACs,并依據其與酵母菌HDACs的同源性、亞細胞定位和酶反應性分為4類[1]:Ⅰ型HDAC主要包括HDAC1、2、3和8,其與酵母RPD3有相似的催化位點,全部位于細胞核內,調控組蛋白乙酰化修飾。Ⅱ型HDAC有HDAC4、5、6、7、9和10,類似酵母HDAC1,主要位于細胞質,但也可以在細胞質與細胞核間穿梭,調控組蛋白及非組蛋白的乙酰化修飾[2]。Ⅲ型HDAC是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)依賴的去乙酰化酶,與酵母Sir2家族蛋白具有同源性,參與細胞衰老和能量代謝過程。第Ⅳ類HDACs主要包含HDACll,它的催化核心區域的順序與第Ⅰ、Ⅱ類HDACs有相似之處,但其具體作用機制目前研究較少。有研究報道HDACI可以通過影響細胞周期、DNA損傷與修復、有絲分裂、誘導凋亡、誘導自噬,影響細胞因子信號傳導等作用致使腫瘤細胞死亡[3-8]。
近年來,人們不僅成功發現了多種天然HDACI,而且還合成了許多HDACI。主要的HDACI主要包括丁酸(一種短鏈脂肪酸,SCFA),Vorinostat(Suberoylanilide hydroxamic acid),制滴菌素(Trichostatin A,簡稱TSA,屬于一種異羥肟酸),MS-27-275(也稱為MS-275,是一種人工合成的苯甲酰胺衍生物)和Apicidin(鐮刀菌代謝產物,屬環四肽類分子)[9]。根據化學結構不同,HDACIs主要分為6大類:短鏈脂肪酸類、羥肟酸鹽類、親電子酮類、環四肽類、苯甲酰胺類、其他類化合物。組蛋白去乙酰化酶抑制劑是一類重要的表觀調控藥物,因其具有高效低毒的特點,已經成為重要的新型抗腫瘤藥物,異羥肟酸類Vorinostat(SAHA)和環四肽類Romidepsin已經被FDA批準上市用于CTCL患者的治療,其他多種選擇性HDACs抑制劑均進入Ⅰ期或Ⅱ期的臨床試驗中。
2.1 阻滯細胞周期
HDACIs可誘導細胞周期停滯于G1/S期[10],由于HDACIs誘導CDKN1A基因(CDKN1A基因是一種cyclin依賴性激酶抑制劑,它的表達受腫瘤抑制蛋白p53的調控,其編碼的蛋白能抑制cyclin-CDK2或cyclin-CDK4復合體的活性,從而調節細胞G1期的進程)表達上調,同時HDACIs誘導cyclins A與D基因表達下調從而抑制CDK2和CDK4激酶的活性,使細胞周期阻滯于G1期[11]。
2.2 誘導細胞凋亡
HDACls誘導細胞凋亡的途徑有很多種,目前研究比較明確的有外源性途徑、內源性途徑、活性氧產生與激活的調控途徑。其中外源性途徑又稱死亡受體途徑,是由多種腫瘤壞死因子受體超家族成員及其配體介導細胞凋亡實現的;內源性途徑即線粒體途徑,通過乙酰化使內源性細胞凋亡蛋白BCL-2或BCL-XL的表達下調從而使細胞凋亡[12];另外有研究證明HDACI通過提高淋巴瘤細胞株活性氧的含量來誘導其凋亡[13]。
2.3 調節免疫活性
HDACIs可直接或間接通過分泌各種細胞因子,有效改變免疫細胞活性來增強免疫反應,提高抗腫瘤免疫活性,有研究證明SAHA和FK228均可明顯下調IL-10的蛋白及RNA水平表達阻斷STAT3(信號傳導和轉錄激活因子3)[14],許多惡性淋巴瘤中存在STAT通路的過激活。STAT細胞信號通路的激活導致細胞生長增殖速率增快[8]。除以上三種作用機制外,最近還發現在CTCL患者中沉默信息調節因子-1(SIRT1)的表達增強,應用小分子RNA或敲低SIRT1基因表達的方法使SIRT1表達下調后細胞出現增殖降低,凋亡增加,在應用HDACIs治療后SIRT1的活性及表達均下降,同時伴隨著p53基因的表達增強,所以SIRT1抑制劑與HDACIs聯合治療效果優于單藥治療[15]。
3.1 異羥肟酸類
伏立諾他(Vorinostat)是一類研究最多最廣泛的HDACI。伏立諾他單藥對CTCL患者約有30%的臨床有效率,本品于2006年獲FDA批準上市,用于一線治療效果不佳或復發的難治CTCL患者的治療。其在Ⅰ期臨床試驗中表現為較高的安全性[16],Ⅱ期臨床試驗是在已接受過全身治療的耐藥或復發的33例CTCL患者中進行的,其中8例獲得部分緩解,有效率為24.2%,在此基礎上將伏立諾他應用于ⅡB期患者的治療,結果表明伏立諾他單藥有效率29.7%[17]。對于Bexarotene治療失敗的CTCL患者,應用伏立諾他治療的有效率與未接受過Bexarotene治療的CTCL患者的有效率相當。伏立諾他最常見的不良反應主要包括疲勞和胃腸道癥狀及血小板減少、體重減輕、脫發、肌肉痙攣和貧血[18]。另外伏立諾他聯合蛋白酶體抑制劑硼替佐米能協調誘導T細胞淋巴瘤細胞株Jurkat和Hut78的凋亡,現研究表明硼替佐米促進聚集體(細胞中心體周圍堆積的異常折疊蛋白,其形成和破壞與腫瘤細胞凋亡密切相關)的形成,伏立諾他可破壞聚集體結構,可能為硼替佐米引發腫瘤細胞凋亡的機制之一[19]。
3.2 環四肽類
Romidepsin于2009年獲FDA批準上市,其依據為兩項臨床Ⅱ期國際多中心試驗結果,兩項研究的客觀緩解率(objective response rate,ORR)都為34%,Romidepsin最常見的不良反應是疲勞、惡心、嘔吐、血小板減少和中性粒細胞減少,另外Romidepsin還可能有心臟毒性[20]。值得注意的是在Romidepsin的Ⅰ期臨床研究中曾出現過1例外周T細胞淋巴瘤患者完全緩解的報道[21],所以關于Romidepsin在外周T細胞中療效的研究一直備受關注。近期一項Romidepsin治療外周T細胞淋巴瘤的研究結果振奮人心[22],47例不同亞型的外周T細胞淋巴瘤患者接受Romidepsin單藥治療,所有患者都曾接受過治療,其中18例患者接受過造血干細胞移植治療,結果8例患者達到了完全緩解,9例部分緩解,總有效率為38%,這其中包含6例接受過造血干細胞移植的患者。
3.3 異羥肟酸類HDAC抑制劑belinostat(PXD101)
belinostat(PXD101)對多種實體瘤和血液腫瘤有效,是很有前途的抗腫瘤藥物,在T細胞淋巴瘤中的療效也備受關注,1例位73歲曾接受過治療的難治性外周T細胞淋巴瘤患者在應用belinostat治療39個月后達到了完全緩解[23],在belinostat應用于復發難治的外周T細胞淋巴瘤的兩個Ⅱ期臨床研究中,總的有效率高于25%。
另外,西達本胺Chidamide(CS055)目前已在中國多個臨床研究中心開展了針對T細胞淋巴瘤的Ⅱ/Ⅲ期臨床研究,顯示出了良好的臨床療效和安全性,帕比司他、givinostat、PCI-24781在T細胞淋巴瘤中也有一定的療效。除此之外,進入臨床研究的HDACls還有FK228、CI-994、MGCD-0130、NVP-LAQ824、SB639、SB639、KBH-A145、SNDX-275、PCI-24781、PCYC-0401、PCYC-0402、PCYC-0403等,這些HDACIs藥物的臨床研究多為Ⅰ和Ⅱ期試驗,其作用有待大樣本臨床研究結果的證實。
最近的體外研究數據表明在CTCL患者應用HDACls后免疫系統功能受到抑制[24],通過檢測自然殺傷細胞(NK)、樹突細胞(DC)的功能以及細胞的凋亡率來觀察HDACls治療后免疫系統的變化,發現NK細胞和DC細胞的活性下降,但應用TOLL樣受體激動劑后活性又得到恢復,同時觀察到應用Romidepsin后CD4+的腫瘤細胞凋亡增加以及劑量相關性的正常細胞凋亡增加,由此可以表明HDACls能抑制CTCL患者的免疫系統,所以在臨床治療過程中可以應用多藥聯合治療來保護患者的免疫功能。
近年來國內外的基礎及臨床研究均證明了HDACI用于治療CTCL的可行性和有效性,但其機制尚待進一步闡明,同時需要更多、更大規模的臨床試驗來研究HDACI在其他T細胞淋巴瘤亞型中的臨床應用價值。HDACI與其他抗癌藥物聯合應用對T細胞淋巴瘤的治療作用也有待進一步證實。相信隨著臨床和基礎研究的進一步深入,HDACI將會為T細胞淋巴瘤患者的治療帶來新的希望。
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(2014-07-28收稿)
(2014-08-30修回)
(本文編輯:鄭莉)
·讀者·作者·編者·
六類人需慎防淋巴癌
淋巴癌的發病年齡越來越提前,目前以30~45歲的中青年人為主,并且以男性偏多。原因可能與年輕人生活壓力大、生活不規律、過度疲勞等有關,而且越年輕,淋巴細胞越有活力,也就越容易得淋巴癌。
因此,工作壓力大的白領、經常熬夜的人、長期過度疲勞者、經常處于電子輻射或射線環境者、經常使用劣質染發劑、經常接觸含苯或有機溶劑的化學制劑的6類高危人群要定期自查,觸摸身體表層是否有腫大的淋巴結,尤其是注意頸部、腋窩、腹股溝等部位的腫塊,一般直徑超過1厘米的腫塊才有臨床檢查意義。
除腫大的淋巴結外,以上6類高危人群如果同時出現發熱、消瘦、盜汗,患淋巴癌的可能性更大。建議以上高危人群經常吃葡萄、海帶、大豆、番茄、香蕉、橘子、菠菜等堿性食物,以防止酸性廢物累積,誘發淋巴腫瘤。
——引自“醫學論壇網”
Mechanisms of histone deacetylase inhibitor in treating T-cell lymphoma and related clinical trials
Huilai ZHANG,Huijuan LV,Huaqing WANG
Huaqing WANG;E-mail:Huaqingw@163.com
The Department of Lymphoma,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,The Sino-US Center for Diagnosis and Treatment on Lymphoma and Leukemia,Tianjin 300060,China.
Histone deacetylase inhibitors(HDACI)can improve the acetylation status of histone N-terminal,which will exert the effect on treatment.The N-terminal of histone modifications belongs to the category of epigenetics.Epigenetics mainly refers to the study of the heritable variation without change in DNA sequence.HDACI had been paid much attention as a new non-cytotoxic anti-cancer targeted drug.Thus,the application of this drug in clinical research is widespread.After the U.S.Food and Drug Administration approved two HDACIs for the treatment of cutaneous T-cell lymphoma,the clinical applications of HDACI in other subtypes of T-cell lymphoma have obtained increasing attention.Studies on the mechanism of HDACI provide the theoretical basis for the application of HDACIs in other subtypes of T-cell lymphoma.In this article,we reviewed the mechanism and clinical trials of HDACIs on the treatment of T-cell lymphoma.
HDACI,mechanism,clinical trials,T-cell lymphoma
10.3969/j.issn.1000-8179.20141434
天津醫科大學腫瘤醫院淋巴瘤內科,中美淋巴血液腫瘤診治中心,國家腫瘤臨床醫學研究中心,天津市腫瘤防治重點實驗室(天津市300060)
王華慶 Huaqingw@163.com