科室: 血液科 主任醫師 劉新建

2013年5月8-11日,第12屆骨髓增生異常綜合徵(MDS)國際研討會在德國柏林召開。該研討會每2年舉辦1次,主要關注於骨髓增生異常綜合徵(MDS)相關的研究成果。此次研討會匯聚了來自世界各地MDS領域的專家,大家就該領域的熱點問題展開了深入的討論。同時,研討會上公佈了諸多MDS領域最新研究進展,內容覆蓋MDS的生物學、診斷、預後、治療。河南省腫瘤醫院血液科劉新建

MDS發病分子機制、預後和表觀遺傳學治療進展

■ MDS基因突變

MDS是一組克隆性造血幹細胞疾病,其特徵是血細胞減少,髓系細胞一系或多系發育異常(dysplasia),無效造血(ineffective haematopoiesis)及演變為急性髓系白血病(AML)的風險增高。MDS主要病理生理本質是:

①起源於造血幹細胞的克隆性疾病;

②粒系、紅系和巨核細胞系一系或多系發育異常;

③無效造血。臨床表現主要是外周血一系或多系血細胞計數減少及由此導致的症狀和體徵,疾病結局是骨髓衰竭或演變為AML。MDS的發生和演變是一個多步驟累及多基因的病理過程。

通過單核苷酸多型性(SNP)微陣列技術和全基因組或外顯子組測序,發現了大約25~30種參與MDS發生的基因突變。在繼之前發現的癌基因、抑癌基因及轉錄因子編碼基因突變的基礎上,新近發現2大類基因突變,分別涉及表觀遺傳學調節子編碼基因和剪下體複合物蛋白編碼基因。對於不同的患者,這些基因突變可以不同的組合同時存在。表觀遺傳學調節子編碼基因在MDS和AML之間存在明顯的重疊,而RNA剪下體複合物蛋白編碼基因突變在MDS更常見。

TET2基因突變廣泛存在於血液系統惡性腫瘤中,如MDS(25%)、AML(10%)、骨髓增殖性腫瘤(MPN,10%~30%)及慢性粒單核細胞白血病(CMML,50%)等。 TET2基因編碼蛋白可誘導去甲基化反應,該過程還需亞鐵離子(Fe2+)和α-酮戊二酸(α-KG)參與,後者為異檸檬酸脫氫酶(IDH)催化異檸檬酸氧化脫羧的產物,存在IDH1或2基因突變則可抑制TET2蛋白的功能,因此,TET2基因突變和IDH1或2基因突變往往相互排斥。研究證實,TET2基因突變可能與去甲基化藥物治療有效相關。此外,一項大型佇列研究已證實,EZH2基因突變與MDS患者預後差相關。在發現的SF3B1、SRSF2、U2AF1及ZRSR2等剪下體複合物蛋白編碼基因中,僅SF3B1基因突變與環狀鐵粒幼紅細胞增多性貧血密切相關,是該亞型的主要致病基因,且伴該基因突變的患者預後較好。

■ 修訂的國際預後評分系統(IPSS-R)

1997年提出MDS國際預後評分系統(IPSS),2005年基於世界衛生組織(WHO)分型標準(2001)提出了WHO預後評分系統(WPSS)。近年,對這2個系統中細胞遺傳學預後分組進行了修訂:

①非常好:11號染色體長臂缺失[del(11q)],-Y;

②好:正常,der(1;7),del(5q),del[12短臂(p)],del(20q),伴del(5q)的2種異常;

③中等:7q-,+8,i(17q),+19,任何其他單獨異常或2個獨立的克隆;

④差:-7,inv(3)/t(3q)/del(3q),包含-7/7q-的2種異常,3種異常;

⑤非常差:3種以上異常。

2011年WPSS進行了修訂,將是否紅細胞輸血依賴改為是否有嚴重貧血(男性<90 g/L,女性<80 g/L)。2012年提出了IPSS-R:原始細胞按≤2%、>2%~<5%、5%~10%和>10%~30%進行劃分;染色體核型預後分組採用前述5組分法;細化了血細胞減少的分組;將年齡、一般狀況、血清鐵蛋白、乳酸脫氫酶、和β2微球蛋白等臨床和實驗室引數作為暫定預後因素。IPSS-R預後危度分組分為極低危、低危、中危、高危和極高危5組,其中位生存期分別為6.8、4.3、2.3、1.5及0.9年,發生AML轉化的中位時間分別為未達到、未達到、15.7、4.8及2.6年。

■ 表觀遺傳學治療

主要包括DNA甲基化和組蛋白去乙醯化,前者通過甲基化修飾,可抑制基因表達,後者通過組蛋白去乙醯化改變染色質結構影響DNA轉錄活性,由於DNA和(或)組蛋白的表觀遺傳學改變導致與細胞分化和抑制腫瘤生長相關的基因“沉默”,這些表觀遺傳學改變具有可逆性,即在DNA甲基轉移酶抑制劑(如地西他濱)和去乙醯化酶抑制劑的作用下可發生逆轉,表觀遺傳學治療的研究也日益受到高度重視。

表觀遺傳學異常是MDS發生和演變的主要分子機制之一。2010年一項研究表明,DNA甲基化可預測MDS患者的生存和治療反應,該研究以CpG島甲基化表型(CIMP)確定具有甲基化表型的MDS患者,結果表明,CIMP的出現與MDS患者預後差及白血病轉化風險顯著相關,基線甲基化水平與地西他濱治療反應無顯著相關,甲基化水平下降的持續時間與更好的臨床療效相關。此外,研究亦表明,在中高危患者,地西他濱可顯著延長MDS患者的無進展生存(PFS)期。近期發表於《臨床腫瘤學雜誌》(Journal of Clinical Oncology)的一項Ⅱ期臨床研究評價了在低危和中危-1的MDS患者中給予小劑量地西他濱皮下注射治療的有效性。該項研究納入65例患者,分為2組,分別給予方案A(地西他濱20 mg/m2,第1、2、3天皮下注射,每28天1療程)和方案B(地西他濱20 mg/m2,第1、8、15、22天皮下注射,每28天1療程)治療。中位隨訪14.6個月。結果顯示,方案A組中67%的患者、方案B組中59%的患者擺脫紅細胞和血小板輸注依賴,約70%的患者生存期可達500天。

CMML的表觀遺傳學治療進展

■ CMML治療現狀

慢性粒單核細胞白血病(CMML)兼具骨髓增殖性腫瘤(MPN)和骨髓異常增生綜合徵(MDS)的特點,因此,CMML也被定義為MPN/MDS重疊綜合徵。患者的臨床表現、生存期及血常規檢查等具有多樣性。一般而言,患者的中位OS期約20個月,且可能與骨髓原始細胞的比例有關。15%~30%的CMML患者可進展為AML。目前,對於CMML的治療,主要侷限於抗增殖藥物,僅針對CMML中的MPN亞型。此外,儘管20%~30%的CMML存在克隆性細胞遺傳學異常,但這些異常並非是CMML特異性的改變,而大多數患者表現為核型正常。最近的生物學研究亦未對治療手段產生有效的影響,尚無較好方法使患者獲得有效緩解。

■ 表觀遺傳學治療進展

在第12屆MDS國際研討會上公佈的一項最新研究表明,地西他濱治療CMML患者有效,完全緩解(CR)+骨髓完全緩解(mCR)率可達40.5%。同時,通過持續的去甲基化作用,增加地西他濱治療療程,患者的緩解率可獲得進一步提高。該研究納入44例CMML患者,給予地西他濱[20 mg/(m2・d),5天,每28天]治療至少6個週期。在治療4和6週期後,根據2006年國際工作組(IWG)標準進行患者緩解評估。結果顯示,根據世界衛生組織(WHO)分類,在43例進行評估的患者中,CMML-Ⅰ型27例、CMML-Ⅱ型16例。患者中位年齡71歲,中位治療時間8週期。其中,11例患者治療<4週期、17例患者治療4~6週期、15例患者治療>6週期。81%的CMML-Ⅰ型患者治療>4週期。治療4週期後,14%的CMML病例CR;18.6%的CMML病例mCR;2.3%的CMML病例部分緩解(PR);34.9%的CMML病例疾病穩定(SD)。繼續給予地西他濱治療2個週期後,CR率上升至16.2%;mCR率上升至24.3%;SD率下降至18.9%;CR+mCR率達到40.5%。患者停止地西他濱治療的主要原因為疾病進展(35%)、死亡(23%)及藥物的毒性反應(7%)。目前,7例(16.3%)患者仍在治療中。患者治療6個週期後,達到緩解的患者緩解持續時間為9.7個月。43例可評估患者中,7例患者發生嚴重感染、3/4級心臟及胃腸道毒性反應各1例。從該項CMML患者的小樣本佇列研究中,研究者未獲得可能預測患者疾病緩解的臨床特徵或細胞遺傳學改變。

是否對CMML患者進行地西他濱治療,可參照2007年阿里比(Aribi)等在《癌症(Cancer)》雜誌發表的文章。該文建議以下情況應考慮給予地西他濱治療:

①出現CMML臨床表現,如發熱、體重減輕、脾腫大、白細胞增多等症狀和體徵程度嚴重;

②血細胞進行性減少,如貧血、血小板減少、輸血依賴;

③CMML累及器官,如面板損傷、腎功能不全、肺部症狀等;

④原始細胞數量增多,骨髓原始細胞增至5%或10%以上。

■ CMML基因突變的相關研究

80%的CMML患者存在分子遺傳學異常,最常見的基因突變為TET2(58%)、SRSF2(46%)及ASXL1(40%)。近期的研究顯示,RNA剪下相關基因突變在髓性惡性腫瘤的發生過程中起重要作用。在伴有環狀鐵粒幼紅細胞(RS)的MDS患者中,SF3B1基因突變最為常見(75%~80%)。而SRSF2剪下基因突變主要與CMML相關。在第12屆MDS國際研討會上公佈的另一項旨在評估SRSF2基因突變頻率的中國研究亦證實,SRSF2基因突變是CMML患者中最主要的剪下突變,且與患者年齡大及預後差相關。該項研究納入20例CMML患者,應用聚合酶鏈式反應(PCR)聯合直接測序的方法檢測基因突變。結果顯示,男性患者11例、女性患者9例,平均年齡62歲。4例患者(20%)存在SRSF2基因突變,而非SF3B1基因突變。其中3例患者為P95H、1例患者為P95L。存在SRSF2基因突變的患者年齡較大,平均為70.5歲。1例SRSF2基因突變的患者進展為AML。此外,研究者認為,地西他濱可能緩解存在SRSF2基因突變患者的貧血和血小板減少,但還需更大樣本的研究。

在第12屆MDS國際研討會上還公佈了其他多項與CMML相關的研究。其中,一項研究評價了單核苷酸多型性(SNP)陣列在低危CMML患者診斷和預後預測中的作用。該研究表明,SNP陣列可檢測到傳統細胞遺傳學方法無法檢測的染色體異常。應用該法進行一系列患者的檢測有助於更好地瞭解CMML的疾病特徵。此外,另有一項研究發現,在存在TET2基因突變的CMML患者中,調節性T細胞(Tregs)可顯著升高,意義有待進一步探索。隨著對CMML研究的深入,CMML治療現狀必將逐步獲得更大的改觀。

MDS鼠動物模型建立及去甲基化藥物療效觀察

■ MDS分子遺傳學改變及建立鼠動物模型

根據形態學改變及原始細胞比例,2008年修訂的世界衛生組織(WHO)分類標準將MDS 分為:難治性血細胞減少伴單系發育異常(RCUD)、難治性貧血伴環狀鐵粒幼細胞(RARS)、難治性血細胞減少伴多系發育異常(RCMD)、難治性血細胞減少伴原始細胞增多-1(RAEB-1,原始細胞5%~9%)、難治性血細胞減少伴原始細胞增多-2(RAEB-2,原始細胞10%~19%)、MDS伴單純5q-以及MDS不能分類(MDS-U)。

近年的研究表明,正常造血幹或祖細胞獲得多種遺傳性體細胞突變和(或)表觀遺傳學異常(DNA甲基化,組蛋白乙醯化)導致細胞自我更新以及分化、成熟異常,形成惡性造血幹細胞克隆是MDS及AML的發病基礎。目前已知分子事件主要集中在轉錄因子、訊號轉導途徑、表觀遺傳學修飾及幹細胞微環境等方面,包括TET2、NRAS、KRAS、CBL、ETV6、EZH2、ASXL1、TP53、RUNX1、FLT3、MLL-PTD、WT1、SF3B1以及SRSF2等。

轉錄調控因子RUNX1突變在AML及MDS患者發生率較高,分別為13.1%和17.5%。RUNX1基因編碼RUNX1蛋白,與CBFβ相結合形成核心結合因子轉錄複合體,調控多個造血相關基因表達。目前累及RUNX1突變主要為2類:

①發生在RUNX1 N-末端(常見突變RUNX1D171N),主要在RHD結構域,影響RUNX1與DNA結合;

②發生在RUNX1 C-末端(常見突變RUNX1s291fs),可增強RUNX1與DNA結合,但影響其轉錄活性。MLL基因異常是另一種MDS及MDS/AML常見的遺傳學改變。MLL蛋白依賴甲基轉移酶活性介導染色質修飾,從而調節相關基因表達。除累及MLL的染色體異位外,另一類MLL異常主要表現為MLL部分串聯重複(MLL-PTD)。AML患者的MLL-PTD發生率為7.5%,MDS發生率為4.2%。研究表明,MDS患者疾病進展時常同時存在MLL-PTD及RUNX1 突變,且在原發和繼發性AML中,同時存在突變的比例更高。由此假設,RUNX1突變與MLL-PTD具有協同作用,可導致MDS發生及AML轉化。

為進一步證實上述假設,研究者在MLL-PTD 敲入(knock-in)小鼠基礎上聯合RUNX1不同突變,構建以下3種MDS/AML小鼠動物模型:

①MLL-PTD/RUNX1-/-模型;

②MLL-PTD/RUNX1- D171N BMT模型;

③MLL-PTD/RUNX1-291fs BMT 模型。首先,應用Mx1-Cre,在MLL-PTD knock-in小鼠體內敲除RUNX1等位基因,pIpC誘導1個月後,PTD/RUNX1-/-小鼠即出現顯著血小板減低,2~4個月後出現大細胞性貧血及白細胞減低。骨髓及外周血形態學分析發現粒系、紅系和巨核系發育異常的特徵性改變。多數PTD/RUNX1-/-小鼠在8個月內死亡,中位生存期149天。其次,通過構建RUNX1D171N和RUNX1s291fs逆轉錄病毒質粒,感染野生型小鼠(WT)及MLL-PTD knock-in小鼠骨髓細胞,建立移植鼠模型。移植鼠除具有大細胞性貧血、血小板減少以及形態學發育異常表現外,骨髓中常表現為原始細胞增多(尤以MLL-PTD/RUNX1-291fs 移植鼠顯著),系列骨髓移植顯示,MLL-PTD/RUNX1-291fsMDS疾病表型具有可移植性,但並不能發生AML轉化。

■ 去甲基化藥物的療效

既往研究顯示,MDS患者多個基因處於高甲基化狀態,因此,美國食品與藥物管理局(FDA)批准甲基化轉移酶抑制劑5-氮雜胞苷(5-azacytidine)及5-氮雜-2’-脫氧胞苷(地西他濱)用於MDS治療。後者可逆轉DNA CpG島胞嘧啶異常高甲基化狀態,使由於高甲基化導致基因“沉默”的腫瘤抑制基因重新啟用,從而發揮腫瘤抑制作用。臨床試驗結果顯示,地西他濱對中、高危MDS及MDS/AML有效,其有效率30%~73%不等。通過運用斑點雜交(Dot Blot)檢測,研究者檢測了MLL-PTD/RUNX1-291fs 移植鼠lin-Kit+造血幹細胞5-mc和5-hmc表達,結果顯示,與對照組相比,MLL-PTD/RUNX1-291fs 移植鼠lin-Kit+造血幹細胞5-mc表達明顯增強,提示其DNA甲基化水平增高。應用小劑量地西他濱(0.3 mg/kg,皮下注射,每週2次)治療MLL-PTD/RUNX1-291fs 移植鼠,其生存期明顯長於生理鹽水對照組[(94.5±6.4)天對(53.5±3.5)天,P<0.001]。取MLL-PTD/RUNX1-291fs移植鼠骨髓細胞進行體外系列集落培養,並給予地西他濱(0.5 μM)藥物處理,結果顯示地西他濱處理組集落數量明顯減少(34±7.7 對619±30.5,P<0.001), 且促進細胞分化;但對於MDS初始細胞(MICs),地西他濱單藥處理作用有限,無法明顯減少MICs數量及集落形成能力,可能是臨床上地西他濱耐藥的可能機制之一。

綜上所述,MDS小鼠動物模型的建立不僅有助於MDS發病機制研究,同時為MDS新治療策略的實施提供有益的手段。此外,儘管小劑量地西他濱治療可通過促進細胞分化而延長MLL-PTD/RUNX1-291fs移植鼠生存期,但地西他濱單藥治療對於MICs療效有限,進一步聯合其他藥物用以針對MICs,可提高療效。來源:中國醫學論壇報

注:此資訊源于網路收集,如有健康問題請及時咨詢專業醫生。


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