白血病耐药分子机制的研究现状

　　白血病是一种常见的血液系统恶性疾病，其病因迄今尚未完全明确。在我国，各地区白血病发病率居各类肿瘤发病率的第6位，急性白血病与慢性白血病的发病率之比为5.5∶1，其中急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia，AML)发病率最高，其次为急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia，ALL)，慢性髓细胞白血病(chronic myeloid leukemia，CML)，而慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocyte leukemia，CLL)临床最为少见。尽管对白血病发病机制的研究目前已经取得了长足进展，其治疗效果也显著提高，但仍有部分患者难以治愈。目前白血病的治疗主要以联合化疗、精准靶向治疗为主，尽管上述治疗方法己明显延长患者的生存期，但是对于复发/难治性患者的疗效提高仍不明显，而白血病发生难治、复发的最主要原因就是耐药性的产生。耐药性是指肿瘤细胞接触某种抗肿瘤药物后产生抗药性，也对结构不同、机制各异的多种抗肿瘤药物产生交叉耐药，是临床上肿瘤药物治疗中最常见的问题，至今未能解决 。因此，探索白血病细胞的耐药机制并加以有效逆转，已成为提高白血病患者长期生存的有效途径之一。本文就近年白血病耐药相关基因及蛋白分子机制的研究进展进行综述，旨在为理解和探索逆转白血病耐药拓宽思路。

　　1　白血病耐药分子机制研究概况

　　早期研究发现，白血病耐药机制形成以跨膜转运蛋白过度表达为基础，降低细胞内药物浓度和/或阻止药物到达细胞内作用靶点而导致肿瘤细胞对多种结构和功能的化疗药物产生耐药，此机制被公认为经典的肿瘤多药耐药(multidrug resistance，MDR)机制，其成员主要包括ATP结合盒(ATP-binding cassette，ABC)跨膜转运蛋白，P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)，多药耐药相关蛋白(multidrug resistance-associated protein，MRP)1。除经典耐药机制外，调节细胞凋亡基因，如P53、B淋巴细胞瘤(B-cell lymphoma，BCL)-2等的突变，核因子-κB，survivin蛋白，谷胱甘肽-S-转移酶( glutathione S-transferase, GST) ，以及拓扑异构酶(topoisomerase，Topo) Ⅱ等耐药分子分别在抗细胞凋亡、上调耐药基因表达、细胞解毒及DNA修复等方面参与了白血病耐药的形成。

　　2　新发现的白血病耐药相关分子机制

　　多聚磷脂酰肌醇4-磷酸酶Ⅱ( inositol polyphosphate 4-phosphatase type Ⅱ，INPP4B)作为一种抑癌基因，已在乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肺癌及黑色素瘤的研究中被报道。INPP4B能维持机体磷酸肌醇平衡，使磷脂酰肌醇3, 4-二磷酸[ PI ( 3，4) P2]和磷脂酰肌醇3, 5-二磷酸[ PI( 4，5) P2]脱磷酸化，从而抑制磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphoinositide-3-kinases，PI3K)-蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信号通路活化，阻断细胞恶性转化。早期研究发现，约12%与唐氏综合征关联的ALL患者存在着INPP4B基因缺失，而在红白血病中也同样发现该基因表达沉默，但也有报道发现在一些断裂点簇集区/Abelson白血病病毒(breakpoint cluster region/Abelson leukemia virus，BCR/ABL)1表达阳性的儿童ALL中INPP4B呈过表达。AML患者中检测到高表达INPP4B提示预后不良和诱导化疗反应不佳，而过表达的INPP4B通过调节磷酸酶活性赋予了AML细胞耐药性。Dzneladze等研究结果显示，INPP4B过表达的OCI/AML-2和OCI/AML-3细胞系对柔红霉素(daunorubicin，DNR)呈低敏感性，OCI/AML-2中空白对照组与INPP4B组对DNR半最大效应浓度(concentration for 50% of maximal effect，EC50)分别为(20.7±8.2) nmol/L和(63.5±9.6)nmol/L，OCI/AML-3细胞系中空白对照组与INPP4B组对DNR EC50分别为(46.2±7.4) nmol/L和(76.4±5.9) nmol/L，过表达的INPP4B还可能抑制DNR对白血病细胞DNA的损伤作用，该研究同样指出INPP4B介导的耐药机制可能是通过磷脂酰肌醇-3-磷酸盐[PI(3)P]信号通路磷酸化激活血清和糖皮质激素调节激酶(serum- and glucocorticoid-regulated kinase，SGK)3发挥作用。而Rijal等研究结果显示，INPP4B高表达介导的白血病耐药机制与磷脂酰肌醇磷酸酶并无关联，而可能通过一条新途径发挥耐药作用。

　　BET蛋白

　　BET(bromodomain and extraterminal)蛋白家族是一类含有溴区结构域(bromodomain，BRD)的分子，包括BRD2、3、4等，是一类能够特异性识别组蛋白中乙酰化赖氨酸(lysine acetylation，KAc)的保守蛋白结构域，其可通过与乙酰化赖氨酸结合促使染色质重塑因子和转录因子等相关蛋白富集于特定的基因转录位点，改变RNA聚合酶Ⅱ的活性，调节基因的转录表达。有研究结果证实，BET蛋白与血液系统疾病，如AML、Burkitt淋巴瘤、多发性骨髓瘤等疾病的发生有密切关联。近年研究表明BET蛋白在白血病对FMS样酪氨酸激酶(FMS-like tyrosine kinase，FLT) 3-酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors, TKI)耐药机制中也起到一定调节作用。原癌基因FLT3是Ⅲ型受体型酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase，RTK)家族成员，其编码的蛋白质属于受体类蛋白，定位于细胞膜上。近来研究发现FLT3基因的异常表达、突变与急性白血病，特别是AML的发生、发展、预后有密切关系，因此FLT3目前已被确认为治疗AML的靶向目标。FLT3激酶抑制剂已开始进行治疗AML的临床试验。虽然前期临床实验已表明FLT3-TKI可诱导白血病临床缓解，但白血病对FLT3-TKI耐药性的产生对白血病患者维持长久缓解仍然是一项挑战 。Fiskus等将BET抑制剂JQ1及FLT3-TKI作用于表达FLT3-ITD的人髓细胞白血病祖细胞，通过比较JQ1、FLT3-TKI各单药组与联合用药组发现，联合用药组能够更明显的衰减c-MYC、BCL-2及CDK4/6表达，同时可以增加P21、BIM的表达、裂解多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly adenosine diphosphate ribose polymerase，PARP)，有效促进白血病细胞凋亡;而利用短发夹RNA(short hairpin RNA，shRNA)沉默白血病细胞BRD4的表达，同样可以增敏FLT3-TKI的药效;同时实验还显示JQ1联合组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor，HDACI)帕比司他可以协同诱导白血病FLT3-TKI耐药株MOLM13-TKIR和MV4-11-TKIR凋亡。

　　半乳糖凝集素-3

　　半乳糖凝集素(galectin，Gal)-3是近年来糖生物学领域中备受关注的抗癌药物和免疫调节药物靶点，该蛋白属于S型凝集素Gal-3亚家族，能专一识别β-半乳糖苷。Gal-3是嵌合型(chimera-type)动物凝集素的唯一代表，由3部分组成：N端结构域;富含甘氨酸、酪氨酸和脯氨酸串联重复序列的结构域;糖识别结构域(carbohydrate recognition domain，CRD)。Sugitani等研究结果显示，异常表达的Gal-3与骨髓微环境耐药的产生有一定相关性。在体外CML细胞系和HS-5细胞系共培养体系中，高表达的Gal-3可以激活AKT及细胞外调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)通路，进一步使套细胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma，MCL)-1表达累积，使体外培养的CML细胞系增殖，并介导CML细胞对TKI产生耐药。Hu等[12]在体外通过人骨髓源间充质基质细胞(human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells，hBM-MSC)模拟白血病骨髓微环境(bone marrow microenvironment，BMM)，研究结果证实hBM-MSC可诱导白血病细胞中Gal-3表达水平上调，促进β-catenin蛋白稳定化，进而激活Wnt/β-catenin信号通路介导白血病细胞耐药产生，而该研究同样发现利用shRNA沉默Gal-3可逆转上述耐药作用。

　　c-MYC基因

　　核内原癌基因c-MYC属于MYC基因家族，可影响细胞的生长、分化、凋亡和细胞周期进程。人c-MYC基因定位于第8条染色体上，由3个外显子和2个内含子组成。外显子1无编码序列，是仅有调节作用的转录控制区，外显子2和3是转录区，其转录产物是与DNA结合的核蛋白。c-MYC基因基本序列结构中的N末端存在1个潜在的激活区，其C末端有1个含螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链的二聚化结构域。c-MYC在AML中存在过度表达，而近年研究发现c-MYC参与了骨髓基质细胞介导的耐药。Xia等将AML细胞系U937、KGla与造血干细胞骨髓基质细胞(mesenchymal stromal cells，MSC)共培养，以细胞单独培养作为对照组，研究结果证明经米托蒽醌处理后，与单独培养组对比，共培养体系细胞凋亡减少，c-MYC表达水平上调，而应使用c-MYC抑制剂10058-F4或小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)沉默c-MYC表达，则可以诱导caspase-3、PARP表达及减低BCL-2、-xL，血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)表达水平，促进AML细胞凋亡。另有研究结果显示，c-MYC表达受Notch信号通路调节，并通过介导有氧糖酵解参与能量代谢诱导白血病干细胞耐药。而Zhang等研究指出c-MYC可经ERK/MSK通路激活进一步促进白血病干细胞survivin蛋白的表达，导致化疗失败。

　　细胞黏附分子1

　　细胞黏附分子(cell adhesion moleculel, CADM) 1属于细胞黏附分子中免疫球蛋白超家族成员，是一种新的肿瘤抑制基因。已有大量临床研究结果表明，CADM1在多种人类肿瘤组织和细胞系中均呈低表达或缺失的表现，并且CADM 1表达降低或失活与肿瘤的侵袭和不良的预后相关。CADM1基因为热带病毒整合位点(ecotropic viral integration site, EVI)1基因的靶基因，参与了白血病耐药的形成。EVI1基因定位于染色体3q26，主要控制胚胎的发育，对造血干细胞的增殖和存活起重要作用。已有研究结果证实，EVI1基因过表达可促使人白血病细胞系对依托泊苷耐药。Fisser等研究结果显示，在白血病细胞系U937中，异常表达的EVI1可以促进CAMD1甲基化，CAMD1表达水平的下调则介导AML细胞系耐药，导致急性白血病缓解后复发。

　　结语

　　白血病联合化疗及精准靶向药物耐药的形成机制十分复杂，而耐药因子间存在交互作用，同时这些因子在不同程度上参与白血病细胞信号传导通路及白血病微环境、干细胞的耐药机制的形成。相信随着对白血病细胞耐药分子机制研究不断的深入拓新以及相应靶点药物、增敏药物的研发应用，能够有效的逆转白血病耐药的发生，为治愈更多的白血病患者带来福音。

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