T淋巴母細胞淋巴瘤/急性淋巴細胞白血病微環境研究進展

張紅玲，白中元，宋鶴，郗彥鳳

(1.山西醫科大學a.第二臨床醫學院，b.第一臨床醫學院，c.基礎醫學院，太原 030000； 2.山西省腫瘤醫院病理科，太原 030000)

T淋巴母細胞淋巴瘤/急性淋巴細胞白血病(T lymphoblastic lymphoma/acute lymphoblastic leukemia，T-LBL/ALL)是T淋巴母細胞來源的高侵襲性腫瘤。在兒童ALL中，T-LBL/ALL約占15%，在成人ALL中，T-LBL/ALL約占25%[1]。目前，強化聯合化療方案使大部分T-LBL/ALL患者獲得了長期完全緩解，但復發性難治性患者的預后仍較差[2]，因此，進一步研究T-LBL/ALL的發病機制有助于疾病的早期診斷以及尋找新的治療策略。目前對于T-LBL/ALL發病機制的研究涉及多個方面，主要包括分子遺傳學和腫瘤微環境兩個方面，其中關于T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的研究已經取得了一定進展。

T細胞是骨髓中的淋巴母細胞在胸腺中逐漸分化、發育、成熟形成。在胚胎發育早期，胸腺前T細胞經血流到達胸腺，并在胸腺中逐漸移行發展，胸腺微環境中多種因素決定T細胞的分化、增殖和選擇性發育。因此，骨髓和胸腺微環境研究對于T-LBL/ALL發病機制的研究具有重要意義。研究表明，T-LBL/ALL的發生和發展高度依賴于白血病細胞與非惡性微環境建立的相互作用，這種相互作用最終隨著疾病的發展而適應疾病自身的需求[3]。現從骨髓微環境和胸腺微環境兩方面闡述T-LBL/ALL發生的微環境進展，以期為發現T-LBL/ALL治療新靶點提供幫助。

1 T-LBL/ALL相關骨髓微環境

骨髓是高度血管化的組織，而骨髓微環境具有高度異質性，主要由具有特殊功能的不同細胞類型以及細胞外基質、生長因子和趨化因子組成，骨髓微環境各成分通過獨特的化學信號和物理作用參與造血干細胞(hematopoietic stem cell，HSC)的增殖和分化，從而維持正常的造血功能。HSC龕指干細胞駐留并維持其多能性的空間結構，其多樣性在一定程度上由其解剖學決定[4]。HSC龕內的細胞和細胞因子決定了干細胞的自我更新和定向分化，進而維持組織細胞的動態平衡。根據組成細胞的不同，HSC龕可分為以成骨細胞為主的成骨龕和以內皮細胞為主的血管龕[5]。

1.1成骨細胞 骨髓HSC成骨龕主要由成骨細胞組成，成骨細胞主要通過調節骨組織重塑調控成骨龕的形成和重建，進而調節HSC的功能和活性，參與血液系統腫瘤的形成和發展。既往認為，成骨細胞譜系是控制造血功能的關鍵細胞。另外，成骨細胞也可能參與調節HSC歸巢。成骨細胞通過產生多種細胞因子和生長因子調節HSC的自我更新、擴增和歸巢，如CXC趨化因子配體[chemokine (C-X-C motif) ligand，CXCL]12、干細胞因子、骨橋蛋白、粒細胞集落刺激因子、膜聯蛋白2、血管生成素1或血小板生成素[6]。而骨巨噬細胞可以與成骨細胞和巨核細胞相互作用，進而調節HSC的功能[7]。成骨細胞表達的骨橋蛋白可以促進白血病進展[8]。骨細胞是終末分化的成骨細胞，骨細胞嵌入骨基質，通過其突起與周圍骨細胞及成骨細胞連接，由于解剖位置的因素，推測骨細胞對HSC的影響可能不是直接的，而是通過成骨細胞產生。

1.2間充質干細胞(mesenchymal stem cell，MSC) MSC具有自我復制和多向分化的潛能，能夠發育成骨、軟骨、脂肪和其他類型的細胞，是HSC龕的重要組成部分，MSC通過CXCL12、干細胞因子、白細胞介素(interleukin，IL)-7、無翅型MMTV整合位點家族成員(Wnt)和骨橋蛋白等蛋白的高表達來參與HSC的維持。表達大量CXCL12的血管網狀細胞是MSC的子集之一，因高表達CXCL12而命名，CXCL12是HSC增殖的關鍵因素[9]。竇狀內皮附近的幾乎所有HSC都與血管網狀細胞接觸，且這些血管網狀細胞存在于內皮細胞的血管外結構域，表明血管網狀細胞是HSC血管龕的關鍵成分。巢蛋白陽性(Nes+)細胞僅占骨髓細胞的一部分，但仍具有骨髓的所有MSC活性，巢蛋白陽性細胞可以產生與HSC維持有關的CXCL12和干細胞因子等可溶性因子。瘦素受體(leptin receptor，LepR)是MSC新的生物標志，大約0.3%的骨髓細胞為LepR+細胞，其中10%為成纖維集落形成單位，占骨髓總成纖維集落形成單位的94%，LepR+細胞對HSC的維持至關重要，LepR+細胞主要負責成年骨髓中MSC向脂肪細胞、成骨細胞和軟骨細胞的分化[10]。

1.3內皮細胞 內皮細胞是HSC血管龕的主要組成成分，主要向細胞輸送氧氣和營養。內皮細胞通過直接的細胞間接觸以及血管分泌因子調節HSC的自我更新。內皮細胞中干細胞因子的特異性缺失并未導致HSC的功能喪失，但CXCL12、血管內皮生長因子A、成纖維細胞生長因子-2、血管生成素1、血小板反應蛋白1和Notch配體已用于維持干細胞池并調節HSC的自我更新。CXCL12是維持HSC靜止并保留其在骨髓中的重要因素，且可通過磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)途徑上調抗凋亡蛋白Survivin的表達，從而減輕輻射誘導的骨髓基質細胞的損失，促進骨髓再生和移植后早期造血，表明調節HSC微環境中CXCL12可能是增強臨床造血細胞移植后造血恢復的一種手段[11]。

2 T-LBL/ALL相關胸腺微環境

Notch是胸腺前體T細胞在胸腺中定向分化為T細胞的關鍵信號。T細胞胸腺發育可分為兩個階段：首先，在皮質區域分化為雙陰性T細胞；隨后，雙陰性細胞分化為表達T細胞受體的雙陽性細胞，其進入髓質后經陽性選擇獲得主要組織相容性復合體限制性識別能力；經陰性選擇獲得對自身抗原的耐受性，最終發育為單陽性成熟T細胞，遷出胸腺后到達周圍淋巴器官。胸腺為來自骨髓或肝臟的早期T淋巴祖細胞的發育提供了微環境，因此胸腺微環境中的多種因素決定了T細胞的增殖、分化和選擇性發育。

2.1胸腺微環境中的趨化信號 趨化因子是一類低分子量(分子量8 000～14 000)趨化性因子，在介導免疫細胞募集和淋巴樣組織發育中具有趨化作用。趨化因子家族分為CC、CXC、CX3C和C四個主要亞家族[12]。趨化因子可以直接影響腫瘤微環境中的腫瘤細胞和內皮細胞，以調節腫瘤細胞的生長、增殖、侵襲、轉移以及腫瘤血管的生成。基于此，趨化因子已成為癌癥免疫治療新的潛在藥物靶標，如Mogamulizumab是一種抗CC趨化因子受體4抗體，已批準用于復發和難治的皮膚T細胞淋巴瘤的治療[13]。此外，CXC趨化因子受體[chemokine(C-X-C motif) receptor，CXCR]4拮抗劑普樂沙福(也稱為AMD3100)已批準用于非霍奇金淋巴瘤或多發性骨髓瘤患者骨髓移植后造血干細胞的動員[14]。

基質細胞衍生因子1(stromal cell derived factor-1，SDF-1/CXCL12)主要來源于骨髓中的內皮細胞、血管周細胞和成骨細胞，最初在小鼠體內發現，人類CXCL12基因位于第10號染色體長臂。趨化因子CXCL12的受體包括CXCR4和CXCR7。在生理條件下，CXCL12/CXCR4軸對HSC在骨髓中的保留以及T細胞和其他成熟造血細胞的定位均至關重要。CXCL12/CXCR4在惡性腫瘤的發生發展以及轉移中發揮重要作用，實體和血液腫瘤細胞表面CXCR4的過度表達與疾病進展密切相關。研究表明，CXCL12/CXCR4軸的激活對于白血病細胞在骨髓中的遷移和保留、髓外定植以及微小殘留病變的維持至關重要，且所有T-ALL亞型中均可見CXCR4的高表達[15]。Pitt等[16]研究發現，T-ALL細胞與產生CXCL12的骨髓基質細胞直接穩定接觸，刪除血管內皮細胞中的CXCL12，腫瘤生長受阻，此外，T-ALL細胞中CXCR4的基因靶向可快速、持續地促進疾病發作后小鼠的緩解，且CXCR4信號的丟失直接影響白血病起始細胞的功能，白血病起始細胞需要特殊微環境才能生存，而破壞其微環境可能是一種有效的治療策略。研究發現，過度活躍的Notch-1和Notch-3均可促進胸腺來源和骨髓來源T細胞中CXCR4的表達，這兩個途徑的交叉點在T-ALL中起重要作用，在Notch-1誘導的T-ALL細胞中，CXCR4沉默可抑制白血病細胞的擴增，并改變細胞周期進程，在Notch-3誘導的T-ALL細胞中，CXCR4表達增強與Ki67陽性胸腺細胞的高增殖率相關[17]。

2.2胸腺微環境中調控胸腺細胞的信號轉導通路

2.2.1Notch-1信號轉導通路 Notch-1信號轉導通路對于T細胞譜系定型和造血祖細胞成熟至關重要。前體T細胞表達的Notch-1受體蛋白與胸腺基質細胞表達的Delta樣配體4(Notch配體)結合后，誘導構象變化，經雙重水解切割Notch-1受體的胞內段由細胞膜釋放入細胞質，并進入細胞核與轉錄因子CSL(CBF1/RBP-Jκ/suppressor of hairless/LAG-1)結合，形成Notch-1受體的胞內段/CSL轉錄激活復合體，激活發狀分裂相關增強子(HES、HEY)、同型半胱氨酸誘導的內質網蛋白等堿性-螺旋-環-螺旋轉錄抑制因子家族的靶基因，從而促進前體T細胞向T淋巴細胞發育。Notch-1信號轉導的異常激活主要包括：①基因突變，60%的T-ALL患者的Notch-1信號轉導通路異常激活由Notch-1(9q34.3)基因突變引起；②染色體易位，在很少的T-ALL患者中發生t(7；9)(q34；q34.3)易位，導致Notch-1組成型激活；③Notch-1負調節劑的功能喪失，而10%～15%的T-ALL患者攜帶F框/WD-40域蛋白7基因突變，該蛋白可促進Notch-1蛋白酶體降解，并導致Notch-1蛋白質穩定性增高；④Notch-1信號轉導通路是T細胞代謝的主要驅動力，可通過直接上調核糖體的生物合成、蛋白翻譯及核苷酸和氨基酸代謝等促進白血病細胞生長[18]。

2.2.2IL-7受體/Janus激酶(Janus kinase，JAK)/信號轉導及轉錄激活因子(signal transduction and activator of transcription，STAT)信號轉導通路 IL-7受體/JAK/STAT信號轉導對于正常T細胞發育至關重要，IL-7受體是由IL-7受體α(CD127)和γc鏈(CD132)組成的異二聚體，主要在淋巴細胞中表達，與配體結合后，IL-7受體二聚化并誘導JAK1和JAK3磷酸化，進而使STAT5二聚化并轉移到細胞核中，調節多種靶基因[19]。IL-7受體/JAK/STAT信號轉導通路的異常激活主要包括：①基因突變，IL-7受體(5p13)/JAK1(1p32)/JAK3(19p13)和(或)STAT5B(17q21)的激活突變存在于20%～30%的T-ALL患者中，且早期前體T-ALL患者的發生率更高，其中JAK3突變約占T-ALL病例的6%，且JAK3突變與HOXA9表達水平密切相關[20]。②負調控因子的單位劑量不足，如發動蛋白(19p13)、蛋白酪氨酸磷酸酶非受體型(18p11)和蛋白酪氨酸磷酸酶受體C(1q31)[21]。③染色體易位，罕見的t(9,12)(p24；p13)易位編碼ETV(Ets variant)-JAK2，進而導致異常JAK信號轉導[22]。

2.2.3PI3K/蛋白激酶B(proteinkinase B，PKB/Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信號轉導通路 PI3K分為三類，其中Ⅰ類PI3K研究最廣泛，PI3K被細胞表面的受體酪氨酸激酶或G蛋白偶聯受體激活，隨后將磷脂酰肌醇二磷酸磷酸化為磷脂酰肌醇三磷酸，使Akt活化后通過磷酸化多種酶、激酶和轉錄因子等下游因子參與細胞功能的調節。而mTOR是PI3K/Akt下游的一種重要的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶。人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(phosphatatase and tensin homologue deleted on chromosome ten gene，PTEN)(10q23)是一種肌醇脂質磷酸酶，可將磷脂酰肌醇三磷酸去磷酸化生成磷脂酰肌醇二磷酸[23]，因此PI3K信號轉導通路在很大程度上受負調節劑PTEN的調節，PTEN的失活在包括T-ALL在內的多種癌癥中非常普遍[24]。癌癥條件下，PI3K信號通路經常發生刺激性改變，包括上游受體酪氨酸激酶激活、下游Akt和PI3K突變、負調節劑PTEN的功能突變[25]。Yuan等[26]報道，在92%的T-ALL細胞系和81%的原代T-ALL樣本中，PI3K信號轉導通路被激活；在超過20%的T-ALL患者中，基因突變或缺失導致PTEN功能喪失，進而PI3K及其下游效應分子的過度激活，有助于T-ALL細胞的存活、增殖和遷移。另外，STAT5與PI3K信號轉導通路發生串擾，為細胞存活、增殖和擺脫細胞死亡程序提供足夠的信號[27]。

2.2.4Hedgehog(HH)信號轉導通路 除刺激胚胎發育過程多種細胞生長和增殖外，HH信號轉導通路還在胸腺發育的早期階段起調節作用，特別是雙陰性細胞1-雙陰性細胞2和雙陰性細胞-雙陽性細胞轉變時期。哺乳動物中存在3個Hedgehog同源基因：Sonic Hedgehog(SHH)、Indian Hedgehog(IHH)和Desert Hedgehog(DHH)，分別編碼SHH、IHH和DHH蛋白。HH信號轉導受靶細胞膜上兩種受體Patched(Ptc)和Smoothened(Smo)的控制，Ptc對HH信號轉導起負調控作用，Smo是HH信號轉導的必需受體，在無HH、Ptc的情況下，激活Smo可導致HH靶基因的活化；而Smo基因突變的表征與HH基因突變相同。因此，Ptc與Hedgehog配體相互作用激活Smo，激活的Smo將信號轉導至膠質瘤相關癌基因同源蛋白(glioma-associated oncogene homolog，GLI)家族(GLI1、GLI2和GLI3)，導致其核易位[28]。Burns等[29]發現，16%(17/109)的T-ALL兒童病例發生了Hedgehog信號轉導通路的異常激活，以影響負調控因子Ptch1最常見，并在誘導化療耐藥的T-ALL病例中發現了HH信號轉導通路的高頻突變，此外，Ptch1突變加速了Notch-1誘導的T-ALL的發作。在T-ALL病例中，HH信號轉導通路中出現罕見突變，包括Smo中的兩個截短突變以及GLI1和GLI3的錯義突變[30]。

2.2.5Wnt信號轉導通路 Wnt信號轉導通路在正常的造血過程中起著重要作用，并且常在血液系統惡性腫瘤中失調。在經典Wnt信號轉導通路中，由于不存在Wnt配體，β聯蛋白(β-catenin)通過破壞復合物的組成型磷酸化和降解而保持在較低的水平，這種所謂的破壞復合物由兩個負調節激酶糖原合成酶激酶3β和酪蛋白激酶1，以及至少兩個錨蛋白 Axin1或Axin2和腺瘤性息肉病蛋白組成。腺瘤性息肉病蛋白和Axin在細胞質中螯合β-catenin，Wnt配體與Frizzled蛋白受體和低密度脂蛋白受體相關蛋白6結合后，破壞復合物失活，從而使去磷酸化的β-catenin積累并定位于細胞核，隨后通過基因轉導以及T細胞因子/淋巴增強因子(Tcf/Lef)轉錄因子誘導Wnt最終作用的目標基因轉錄[31]。胸腺微環境和白血病起始細胞均極大地影響腫瘤細胞中正常Wnt信號轉導通路的調控，最終可能導致惡變[32]。T-ALL中Wnt信號轉導通路的失調主要包括：①表觀遺傳改變，包括Wnt拮抗劑或Wnt5a異常甲基化；②β-catenin的活化突變或腺瘤性息肉病蛋白或Axin的失活突變；③研究表明，Tcf1通常在胸腺細胞中抑制Lef1蛋白水平，刪除Tcf1后導致Lef1蛋白水平異常升高，進而使胸腺細胞易于發生白血病轉化[33]。另外，T細胞系淋巴瘤需要高水平的Lef1蛋白才能存活，因此，Tcf1的缺失和Notch信號轉導通路的異常激活使Lef1蛋白表達失調會加速淋巴瘤的發生。β-catenin水平下降會嚴重降低白血病起始細胞(白血病起始細胞)的頻率，而缺氧會導致β-catenin轉錄水平上調，因此缺氧反應介質——缺氧誘導因子-1α的缺失會降低白血病起始細胞的頻率[34]。

2.2.6核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)信號轉導通路 NF-κB家族成員與反轉錄病毒癌蛋白v-Rel具有結構同源性，因此被稱為NF-κB/Rel蛋白。在哺乳動物中，NF-κB/Rel蛋白家族包括RelA(p65)、RelB、c-Rel、p50和p52五種蛋白。NF-κB信號轉導通路不僅參與胸腺細胞的早期發育，促進T細胞受體誘導的雙陰性細胞3與雙陰性細胞4之間的轉化，還參與抗原依賴性T細胞的選擇、譜系定型和成熟[35]。在靜止狀態下，無活性的NF-κB二聚體通過NF-κB抑制蛋白在細胞質中保留，在被抗原、Toll樣受體和炎癥細胞因子等免疫信號激活后，NF-κB抑制蛋白激酶復合物磷酸化NF-κB抑制蛋白，以進行蛋白質降解，使NF-κB二聚體易位至細胞核并結合DNA。超過半數的T-ALL病例發生Notch-1突變，而Notch-1可以通過轉錄激活RelB和p52表達或通過間接激活NF-κB抑制蛋白激酶復合物激活T-ALL細胞系和Notch-1誘導的小鼠模型細胞內的NF-κB信號轉導通路[36]。除Notch-1外，T-ALL的ETV6-JAK2、Tal1和NOTCH3小鼠模型中也出現了NF-κB的體內組成型激活，此外，NF-κB通過促進白血病T細胞與微環境基質細胞之間的相互作用而在T-ALL白血病中發揮促癌作用[37]。組成型NF-κB激活通常由NF-κB基因或編碼信號轉導通路上游成分的基因重排和突變引起，NF-κB也可通過持續的自分泌或旁分泌信號轉導來激活，且與血液系統惡性腫瘤相關的病毒株的蛋白也具有激活NF-κB信號轉導通路的能力[38]。

3 針對T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的治療靶點

T-ALL在治療方面選擇范圍有限，尤其是對于復發/難治性患者，因此，更好地了解T-ALL的發病機制有助于開發分子靶向療法。CXCL12/CXCR4在T-ALL發病機制中具有重要作用，可成為T-ALL治療的有效靶點，CXCR4抑制劑(如AMD3100)主要通過動員白血病細胞進入循環系統，使其對化學療法的細胞毒性作用敏感而發揮作用。在T-ALL患者中高頻率的Notch-1信號轉導通路的異常激活使其成為可能的治療靶點，由于γ分泌酶抑制劑的胃腸道毒性作用，其臨床應用受限，但該胃腸道毒性作用可能通過類固醇來降低[39]。此外，針對Notch-1信號轉導通路的其他治療策略還包括Notch轉錄復合物抑制劑或Notch-1抗體。JAK抑制劑(如Ruxolitinib和Tofacitinib)作為針對IL-7受體/JAK/STAT信號轉導通路異常激活的靶向治療策略，已在具有IL-7受體/JAK/STAT信號轉導通路異常激活的臨床前模型中進行了研究[40]。PI3K/Akt/mTOR信號轉導通路的異常激活也可以成為一種靶向治療策略，PI3K抑制劑在T-ALL細胞系中顯示出抗白血病作用，而mTOR抑制劑對T-ALL細胞系的治療反應不同，可能與代償性通路的激活有關[41]。PI3K/mTOR雙重抑制劑NVP-BEZ235在T-ALL細胞系中具有抗增殖和促凋亡作用，且其相關臨床試驗已開展。一項臨床試驗中，BKM120/Buparlisib表現出適度的療效，并可用于晚期急性白血病[42]。HH信號轉導通路的激活在T-ALL發病機制中起致癌驅動作用，且與T-ALL的化療耐藥有關，因此針對HH信號轉導通路的治療策略有望改善T-ALL患者的預后，如Smo抑制劑在以HH信號轉導通路激活改變的T-ALL病例中具有明顯的臨床益處[43]。通過NF-κB抑制蛋白激酶抑制劑或蛋白酶體抑制劑硼替佐米治療的T-ALL細胞系對細胞凋亡的敏感性適度增加，且硼替佐米聯合多藥化療的療效被證明比單藥更有效[44]。

4 小 結

近年來，隨著T-LBL/ALL發病機制研究的逐步深入，T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的研究取得了巨大進展。T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的組成復雜，深入研究T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的改變為T-LBL/ALL個體精準靶向治療奠定了堅實基礎。目前，已有靶向藥物應用于T-LBL/ALL并取得了不錯的療效。隨著對T-LBL/ALL相關腫瘤微環境的進一步研究，在現有治療手段的基礎上配合使用針對微環境中基因突變、信號轉導異常的靶向藥物將可能進一步改善復發難治性T-LBL/ALL患者的預后。