維甲酸協同砷劑治療急性早幼粒細胞白血病的機制進展

劉馮 董敏 肖丁華

[摘要] 急性早幼粒細胞白血病（APL）是急性髓細胞白血病的一種特殊亞型。目前APL患者的首選治療方案是維甲酸（RA）協同砷劑。近5年來，RA協同砷劑治療APL的機制在分子生物學和細胞遺傳學方面出現一些新的研究成果。本文主要從額外基因的改變、非基因的分子機制、聯合藥物的機制、佐劑和載體等進行闡述，從而為今后的基礎研究提供參考。

[關鍵詞] 急性早幼粒細胞白血病;維甲酸;砷劑;機制

[中圖分類號] R733.7? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2020）10（c）-0045-04

Mechanism of Retinoic acid combined with arsenic in the treatment of acute promyelocytic leukemia

LIU Feng? ?DONG Min? ?XIAO Dinghua

Department of Hematology， Affiliated Hospital， Guilin Medical University， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Guilin? ?541001， China

[Abstract] Acute promyelocytic leukemia （APL） is a special subtype of acute myeloid leukemia. The first-line treatment for APL patients is retinoic acid （RA） combined with arsenic at present. There has been some new research achievement about the mechanism of RA and arsenic in the treatment of APL appeared in molecular biology and cytogenetics in the past five years. This article mainly describes the changes of additional genes， non-genetic molecular mechanisms， mechanisms of combined drug， adjuvants and carriers， so as to provide a reference for future basic research.

[Key words] Acute promyelocytic leukemia; Retinoic acid; Arsenic; Mechanism

急性早幼粒細胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）作為急性髓細胞白血病的一種特殊亞型，具有獨特的細胞遺傳學改變即15號染色體上的早幼粒細胞白血病基因與17號染色體上的維甲酸受體α（promyelocytic leukemia retinoic acid receptor α，PML-RARα）融合基因[1]。應用維甲酸（retinoic acid，RA）和砷劑后APL患者的完全緩解（complete remission，CR）率可達90%以上[2-3]，因此近年來國內外APL診療指南將RA協同砷劑作為一線治療方案[4-5]。關于RA協同砷劑治療APL患者的效果及預后的高危因素影響，既往研究偏于從臨床參數如年齡、體能狀態等因素探討，而近5年來RA協同砷劑治療APL在分子生物學和細胞遺傳學方面的機制進展，包括額外基因改變、非基因的分子機制、聯合藥物、佐劑和載體等，目前尚無相關論文總結。近年來，國內外學者陸續有一些新的研究成果，特此綜述如下：

1 額外基因的改變

1.1 FLT3-ITD基因突變

探討額外基因突變對全反式維甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）和三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO）治療APL患者預后的可能影響。國內學者將535例應用ATRA協同ATO治療APL患者中的266例作為對照組，其余269例作為測試組，以研究潛在的預后基因突變，包括FLT3-ITD或-TKD、N-RAS、C-KIT、NPM1、CEPBA、WT1、ASXL1、DNMT3A、MLL、IDH1、IDH2和TET2，結果發現額外的基因突變可以成為ATRA協同ATO治療APL的不良預后因素[6]，表觀遺傳修飾基因突變可以成為ATRA協同ATO治療APL的不良預后因素[6]。基因突變研究熱點集中于FLT3-ITD方面，國內學者進一步研究顯示，ATRA協同ATO抑制FLT3-ITD信號通路能改善APL患者的預后[7]。國內有學者利用APL小鼠模型證明，FLT3-ITD能明顯抑制ATRA作用，表現為ATRA誘導的PML-RARα降解被減弱，PML核體重組和P53信號激活被減弱[8]。但是，ATRA和砷劑協同治療完全挽救了FLT3-ITD APLs的治療反應，恢復了PML-RARα的降解、PML核體的重組、P53的激活和APL的根除，強調了PML核體在ATRA協同砷劑治療APL中的關鍵作用[8]。李娜等[9]進行病例對照回顧性分析，納入101例初診的成年APL患者，證實FLT3-ITD陽性患者較陰性患者的誘導死亡率高、緩解率低，FLT3-ITD陽性患者應用ATRA聯合ATO方案較ATRA聯合化療的復發率降低，更能改善患者預后。Harinder等[10]類似病例研究進一步證實，APL首次完全緩解后口服ATO、ATRA和抗壞血酸維持治療中的FLT3-ITD水平與復發相關。

與多數學者認為FLT3-ITD基因突變不利于APL患者預后的情形不同的是，有些國內外學者認為FLT3-ITD基因突變對APL患者的預后指標并沒有明顯不利影響。Baba等[11]使用聚合酶鏈反應（PCR）法檢測45例ATRA協同ATO治療的APL患者的FLT3-ITD突變情況，其中5例（11.1%）存在FLT3-ITD突變，發現FLT3-ITD突變的存在與APL患者疾病轉歸無關。國內一項70例回顧性病例研究也顯示，FLT3-ITD突變對中、高危組總生存率（overall survival，OS）和無復發生存率（relapse-free survival，RFS）比較，差異無統計學意義（P > 0.05）[12]。

1.2 PML-RARα相關變化

大多數研究認為PML-RARα某些亞型或基因突變會引起ATRA協同ATO方案治療APL患者預后不良或引起ATRA協同ATO方案耐藥。在ATRA協同ATO處理的APL細胞模型[用相同的綠色熒光蛋白（GFP）標記]中，發現了一種對ATRA/ATO信號不敏感的PML-RARα調節失調基因irf8，可能參與APL患者發生ATRA/ATO耐藥的過程[13]。病例個案報道1例APL患者因ATRA聯合ATO治療發生耐藥導致治療失敗死亡，直接測序該患者后發現PML基因的A216V突變和RARα基因的R394W突變，這些突變影響PML/RARα等位基因，可能與ATRA聯合ATO治療APL耐藥性相關[14]。Baba等[11]研究顯示BCR-3轉錄物是導致ATRA協同ATO治療的APL患者預后較差的因素之一，這也與克什米爾地區APL患者經常復發有關。僅有極少數研究觀點認為CD34的表達和PML-RARα的亞型對APL患者OS和RFS無顯著影響[12]。

1.3 其他基因改變

少見的基因改變也參與了ATRA協同ATO方案對APL的治療中。異構酶Pin1是致癌信號網絡的主要調節因子。ATRA通過靶向異構酶Pin1抑制APL的研究證明，ATO以Pin1為靶點，與ATRA協同，能發揮強大的抗癌活性。ATO能抑制和降解Pin1，并通過與Pin1活性部位的非共價結合抑制其致癌功能。ATRA通過上調水通道蛋白-9增加細胞對ATO的攝取。在臨床安全劑量下，ATO和ATRA協同作用，能消融Pin1，以阻斷多種癌癥驅動途徑，并在細胞和動物模型中抑制APL始動細胞的生長，包括患者來源的原位異種移植，如Pin1基因敲除，綜合蛋白質和microRNA分析證實了這一點。因此，ATO和ATRA協同靶向Pin1，為治療APL提供了有吸引力的方法[15]。為了解ATRA協同ATO治療APL的持久效果，Huynh等[16]研究顯示，ATRA協同ATO治療APL，能誘導NB4細胞中靶基因，如轉谷氨酰胺酶2（TG2）和RA受體β的高表達，并在治療結束后可持續表達。ATRA協同ATO還可以誘導相似的組蛋白乙酰化富集，誘導了更大程度的目標基因持續去甲基化。因此，ATRA協同ATO治療對靶基因的持續去甲基化與持續分化、基因表達的改變有關。Jambrovics等[17]進一步研究發現，應用NB4細胞，超氧化物的產生減少了2/3，分泌的炎癥生物標志物顯著降低，并以TG2表達依賴的方式進一步降低，可認為TG2的非典型表達能導致炎癥的產生，并成為ATRA協同ATO預防分化綜合征的潛在靶點，從而證實通過抑制非典型表達的TG2，能進一步增強ATRA協同ATO治療APL的效果。近年還發現伴有一種新型基因NPM1-RARG-NPM1嵌合融合的患者，會產生對ATRA協同ATO治療的抵抗作用[18]。

2 非基因的分子機制

近年來，關于RA協同砷劑治療APL患者的機制包括細胞遺傳學與分子生物學在內的熱點研究領域，除了主要集中于細胞核內的基因以外，仍有一些其他細胞核外的非基因的分子標志物陸續受到重視。有學者分析了血清半乳糖凝集素-3（Galectin-3）濃度與ATRA協同ATO治療的APL患者預后的關系[19]，多因素分析顯示，血清Galectin-3是以ATRA和ATO為基礎的一線治療的APL患者RFS的獨立不利因素;但研究者也指出，較高的Galetin-3水平與老年人（P < 0.001）、銀屑病病史（P = 0.036）、凝血障礙（P = 0.042）和CD34表達（P = 0.004）密切相關，因此，Galectin-3對ATRA聯合ATO治療的APL患者的臨床預后影響，仍待進一步研究。近年國內有學者發現[20]，與非ATRA協同ATO用藥組比較，ATRA協同ATO可降低APL患者的血清白細胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）水平，降低APL患者的炎癥反應，同時提高APL患者的生存率。細胞內的細胞器也參與RA協同砷劑對APL的治療，Masciarelli等[21]研究內質網（ER）應激誘導RA協同ATO藥物的敏感性，證實在ER應激下，ATO能有效地誘導RA敏感和RA耐藥的APL細胞株凋亡。

3 聯合藥物的機制

依據APL患者新型的靶向分子標志物，在ATRA聯合ATO方案中加入相應的靶向分子藥物以增強療效，這成為近年來的重要探索方向。

3.1 CD33單抗藥物

APL作為AML的化療敏感亞型之一，國外已應用CD33免疫類靶向藥物吉妥珠單抗/奧佐米星（Go）加入ATRA聯合ATO治療，以改善高危組APL患者的治療效果[22]。Abaza等[23]通過187例新診斷APL患者的前瞻性臨床試驗證實了采用ATRA聯合ATO加入Go治療，能提高治療反應性。

3.2 化療藥物

ATRA協同ATO聯合伊達比星被推薦為FMS相關酪氨酸激酶3內串聯重復突變的APL患者的首選一線治療方法[17]，國內學者也做了類似的研究[24]。

3.3 其他藥物

有學者研究了SFK抑制劑pp2與ATRA協同ATO應用是否能增強APL細胞株NB4細胞的分化，以及維甲酸受體（RAR）靶基因產生的細胞間黏附分子-1（ICAM-1）表達的變化，結果顯示，SFK抑制劑能促進APL細胞與ATRA和ATO的結合分化[25]。美國食品藥品監督管理局（FDA）批準的SFK抑制劑，如達沙替尼和博蘇替尼，可能有利于增強ATRA協同ATO對APL的治療效果[25]。Farzaneh等[26]研究旨在確定抗腫瘤藥物巖藻多糖與目前APL治療方法的協同作用，選擇NB4細胞，在體外用巖藻多糖加入ATO協同ATRA治療時，NB4細胞的G0/G1期增加，膜聯蛋白V/PI陽性凋亡細胞及DNA斷裂。這種增殖的減少和凋亡的增加伴隨著骨髓分化的增強、CD11b的表達增加，這些發現為使用巖藻多糖作為輔助治療劑治療APL提供了證據。

4 佐劑與載體

Patel等[27]研究一種新的非特異性DNA構建佐劑pvax14，當將其添加到ATO協同ATRA治療APL時，pvax14 DNA的附加治療可提高患者生存率，pvax14+ATO+ATRA處理的APL小鼠的存活率明顯高于安慰劑+ATO+ATRA處理的APL小鼠，而單獨用pvax14治療的APL小鼠在存活率方面沒有明顯優勢。國內學者將自組裝納米復合物用于砷-RA前體向APL細胞的共傳遞，為RA協同砷劑治療APL提供了新的途徑[28]。

5 小結

總之，在RA協同砷劑治療APL患者的時代，可以預計發現更多新的、基于臨床參數的分層系統與APL的療效及預后因素的細胞遺傳學和分子生物學的機制研究，同時涌現更多相應的靶向新藥聯合RA協同砷劑的治療方案，讓更多的APL患者受益。

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