白血病耐藥機制的研究進展

1、白血病耐藥機制的研究進展摘要急性淋巴細胞性白血病是一種從淋巴細胞起源的惡性克隆性疾病.急性淋巴細胞白血病的治療包括化療,造血干細胞移植,免疫治療,分子靶向治療等,當前在臨床上首先以化療取得完全緩解后再選擇其他治療,但白血病細胞對化療藥物的耐藥成為急性淋巴細胞白血病治療過程中的主要障礙.當前關于急性淋巴細胞白血病耐藥機制的研究非常活潑,本文將從經典耐藥機制,如膜轉運蛋白、基因改變,以及新的耐藥機制,如骨髓微環(huán)境的改變、微小RNA(MicroRNA博方面作一綜述.關鍵詞急性淋巴細胞白血病；耐藥機制；MicroRNA;MD1;自噬急性淋巴細胞白血病(ALL)是一類起源于造血干細胞的惡性克隆性疾病.A

2、LL的發(fā)病率高,且成人ALL治療緩解率低,復發(fā)率及死亡率高.ALL的治療包括化療、造血干細胞移植、免疫治療和分子靶向治療等.白血病細胞的原發(fā)或繼發(fā)耐藥是導致成人ALL療效差及復發(fā)率與死亡率高的重要原因.原發(fā)性耐藥：原來存有于體內的耐藥細胞亞群,隨著敏感細胞被選擇性殺死而逐漸聚集、增殖,并最終成為主要細胞群；繼發(fā)性耐藥：由于化療藥物誘導使細胞特性發(fā)生改變,導致耐藥性的產生.近年來,人們對ALL耐藥機制、如何克服及逆轉耐藥實行了較為深入的研究.本文將從膜轉運蛋白、基因改變、細胞自我保護機制、化療藥物作用靶點的改變與骨髓微環(huán)境改變等方面對ALL的耐藥機制作一綜述.一、膜轉運蛋白與ALL耐藥化療藥物需

3、通過細胞膜或者核膜進入胞質或者進入胞核內才能發(fā)揮細胞毒作用,而耐藥細胞通過異常表達一些膜轉運蛋白將化療藥物泵出細胞或改變其在細胞內的分布從而導致耐藥的產生.以下為幾種經典耐藥相關膜轉運蛋白.P糖蛋白(P-gp)P糖蛋白是由ABCBgpMLR-1基因編碼的ATP依賴的有機泵,底物與t有機泵結合,使得P-gp的構象發(fā)生改變,將底物轉運到細胞外,隨后P-gp結合ATP恢復其構象,從而循環(huán)泵出藥物.局部白血病患者在接受化療藥物后,白血病細胞的P-gp表達會逐漸上調,過表達的P-gp能將細胞內藥物轉運出胞外,從而促使細胞內化療藥物的減少,最終導致白血病耐藥.耐阿糖鳥甘(AraG,核昔類似物)的急性T淋巴

4、細胞白血病細胞株MOLT-4中ABCB18因及P-gp表達上調,抑制該細胞中P-gp的表達使該細胞對AraG敏感性增加1.LinJ等2發(fā)現SUP-B15(Ph陽性的急性淋巴細胞白血病細胞株)與其耐藥細胞株SUP-B15/RI相比,后者的MDR1基因及P-gp表達量升高,在耐藥細胞株中參加P-gp抑制劑維拉帕米后,該細胞株接受伊馬替尼、柔紅霉素、長春新堿、VP-16等處理的IC50量較未參加P-gp抑制劑的IC50降低(15.55±0.51vs22.37±1.16、51.29±5.68vs164.30±12.59、11.66±0.79vs16.8

5、9±1.90、265.33±29.92vs352.67±35.57,P<0.05).近期Rahgozar等3通過對27例幼兒ALL患者骨髓單個核細胞中多藥耐藥基因的mRNA的表達的研究發(fā)現：MD11基因的高表達與兒童ALL治療一年后微小殘留病灶陽性的危險度呈正相關.新近研究發(fā)現,MD11基因多態(tài)性與兒童高危ALL密切相關.Wanida等報道MLR1的26號外顯子的C3435T及12號外顯子的C1236T與高危組兒童ALL顯著相關(OR=2.6,95%CI=1.1645.808;P=0.028和OR=2.231,95%CI=1.068-4.659;P=0.04

6、7),提示其可能是高危ALL的分子標志4；多藥耐藥蛋白(MRP)1992年首次在肺癌細胞系中發(fā)現MRP1.該蛋白含有細胞內表位,與細胞內藥物重分布及隔離相關,具結合有機陰離子的特征同樣見于其他MRP(MRP2,MRP3,MRP4,MRP5,MRP6).MRP2,MRP3,MRP5與急性淋巴細胞白血病藥物泵出相關.Ansari等5研究發(fā)現,MRP3AT等位基因A-189與ALL無病生存期的縮短明顯相關(P=0.01).Rahgozar等3在2021年報道的一項臨床研究發(fā)現,幼兒ALL患者骨髓單個核細胞中MRP1基因的表達增高與兒童ALL治療后微小殘留病灶陽性的危險率呈正相關.乳腺癌耐藥相關蛋白B

7、CRPBCRP是一種ATP吉合膜轉運蛋白,與米托慈酶、拓撲替康等耐藥相關.Su等6人取T細胞性急性淋巴細胞白血病細胞株RPMI8402用伊立替康誘導耐藥,得到其多藥耐藥細胞株CPT-K5結果發(fā)現CPT-K5中BCRP的水平顯著增高,而該細胞內米托慈酶水平顯著低于RPMI8402細胞.Huang等7研究說明,PI3K-AKT-mT31信號通路的激活能夠上調ALL中BCRP的表達,從而增強ALL耐藥.江雪杰等8亦發(fā)現,BCRP與成人急淋耐藥密切相關P<0.05.除上述P-gp,MRPs,BCRP外,還有一些與耐藥相關的膜轉運蛋白,但這些蛋白在急性淋巴細胞白血病耐藥中的作用當前報道仍較少,如T

8、APARA,Sp-gpP-gp的姐妹蛋白,其作用有待進一步的研究探索.二、基因表達異常與ALL耐藥基因是生物體遺傳物質的攜帶者,一些特定基因的改變與腫瘤細胞耐藥的發(fā)生密切相關.凋亡相關基因PTENHale冷9發(fā)現PTEN的缺失引起PI3K-AKT-mT31信號通路的緩慢激活,導致急性T淋巴細胞白血病細胞對丫分泌酶抑制劑GSI耐藥,以及抑制p53PTEN通路介導的細胞凋亡.T急淋細胞中的Notch1基因的活化突變能夠導致PTEN勺轉錄后失活,這也是TALL耐藥及難治復發(fā)的機制之一.BCL-2Shah等10發(fā)現BCL-2及MCL-1信號通路改變與急性淋巴細胞白血病的激素耐藥相關.Sil-veira

9、等11的研究說明,PI3K抑制齊IJAS60524OWT-ALL激素耐藥明顯相關,在體內及體外,AS605240與激素均有很強的協同作用,從而增加其對T-ALL細胞的殺傷.Sheila等12發(fā)現,BCL綜族成員之一BIM與激素耐藥相關,敲除BIM之后,能夠恢復ALL細胞對激素的敏感性.BTKBTK(BrutonTyrosineKinase)是一種非受體酪氨酸激酶,在BCR信號通路中起重要作用,與B淋巴細胞的增殖,分化,成熟等密切相關.BTKffl過與Fas激酶的相互彳用,抑制Fas誘導的B淋巴細胞白血病細胞和淋巴瘤細胞的凋亡13.BTKI性的淋巴瘤細胞系DT-40及RAMOS-對Fas信號誘導

10、的細胞凋亡非常敏感,但導入BTK基因后,此類細胞對Fas信號誘導的細胞凋亡的敏感性明顯下降14,不過Fas信號通路那么不能誘導BTK陽性白勺人B淋巴細胞白血病細胞NALM-鈉細胞凋亡,提示BTK與細胞耐藥呈正相關.新近研究提示,BTKW急性白血病的耐藥及不良預后明顯相關15-16.NF-KBNF-K的一種重要的核轉錄因子,其廣泛參與多種細胞增殖、分化、凋亡等.Chien等17研究提示,NF-K*B-ALL的天冬酰胺酶耐藥密切相關.當前NF-KB卬制劑Bortezomib已用于多種B細胞腫瘤的臨床治療.FOXM1FOXMV種轉錄因子蛋白質,與細胞周期調節(jié)相關.該因子表達異常可導致細胞增殖失控,從

11、而導致腫瘤的發(fā)生.該基因與ALL耐藥相關,是提示ALL預后差的一個重要指標,亦可能成為ALL新的治療靶點18.非編碼RNAMicroRNAMicroRNA是一類長度約為21nt的非編碼RNA分子,對真核細胞基因表達、細胞增殖分化及個體發(fā)育等方面起調控作用.Zhou等19在其研究中發(fā)現：臨床上治療失敗患者與治療后長期無病生存患者相比,前者miR-125b顯著增高;miR-125b在耐柔紅霉素的急性T淋巴細胞白血病細胞系Jurkat細胞中過表達；miR-125b通過直接誘導G-蛋白耦合受體激酶2及降低p53表達,從而導致ALL細胞株對柔紅霉素的耐藥.deOliveira等20發(fā)現,與強的松的耐藥相

12、關的MicroRNA有：miR-18a,miR-193a,miR-218等；與長春新堿的耐藥相關的MicroRNA有：miR-9,miR-99a,miR-100等；與左旋門冬酰胺酶的耐藥相關的MicroRNA有：miR-454;與柔紅霉素的耐藥相關的MicroRNA有：miR-99a,miR-100,miR-125b等,而miR-7,miR-216與兒童ALL不良預后密切相關.Liao等21在其研究中發(fā)現,miR-181a與ALL耐藥細胞系CEM-C1CCFCE夠藥耐藥細胞株多藥耐藥相關,敲除miR-181a可恢復CEM-C1對喜樹堿的敏感性.Nishioka等22研究提示,miR-217與P

13、H陽性ALL的耐酪氨酸激酶抑制劑耐藥相關.LncRNALncRNA是一類長度大于200nt的非編碼RNA其參與調節(jié)基因轉錄、譯等多個過程,在基因調控網絡中扮演重要作用.Fernand.等23在其研究中發(fā)現,高表達的BAR-2與B-ALL潑尼松的耐藥相關,敲除BALX-2可提升B-ALL對激素的敏感性.三、骨髓微環(huán)境與ALL耐藥骨髓微環(huán)境由骨髓基質細胞、細胞因子等組成,是造血干細胞生存的場所,與造血干細胞之間存有著復雜的通信網絡,調控著干細胞的增殖、分化等.整合素alpha4白血病細胞與骨髓基質細胞之間的相互作用能夠導致耐藥的產生,即細胞粘附介導的耐藥.整合素alpha4為調節(jié)白血病細胞歸巢及激

14、活滯留功能的重要分子.前期研究證實干擾整合素alpha4介導的急性淋巴細胞白血病的粘附能夠提升它們對化療藥物的敏感性,促動微小殘留病灶處白血病細胞的去除.Andreeff等24最近研究發(fā)現,打斷alpha4介導的NF-KB言號通路將阻斷白血病細胞賴以生存的信號的傳導,導致白血病細胞凋亡.脂肪組織的影響肥胖可導致白血病細胞耐藥的產生,進而增加白血病患者的死亡率.肥胖導致白血病細胞耐藥的機制：脂肪細胞提供細胞的燃料即能量來源,為白血病細胞增殖、遷移等活動提供更多的能量儲藏；脂肪細胞及組織影響白血病化療藥物的藥代動力學；脂肪細胞及組織直接抑制白血病細胞的凋亡25.Samuel等26發(fā)現從T細胞ALL

15、病人身上提取的細胞移植入免疫缺陷鼠體內,經化療藥物作用后,耐藥的細胞出現脂肪及膽固醇代謝異常,在體外聯合地塞米松與膽固醇通路抑制劑辛伐他汀對耐藥細胞的殺傷有顯著的協同作用.四、細胞自我保護機制的激活與ALL耐藥細胞在受到刺激時會產生應激反響,在該應激反響過程中產生的瀑布式級聯效應,引起細胞內環(huán)境及細胞功能的變化,從而使得細胞以最好的狀態(tài)適合該刺激.該應激反響是細胞針對外界環(huán)境變化時的自我保護機制.下述一些自我保護機制與耐藥發(fā)生相關.自噬近年來,自噬在耐藥中的作用成為研究熱點,自噬是一個吞噬自身細胞質蛋白或細胞器并使其包被進入囊泡,后與溶酶體融合成自噬溶酶體,降解其所包裹的內容物的過程,此為細胞

16、代謝需要和細胞器更新的過程.研究說明,LC3微管相關蛋白1輕鏈33為自噬的標志物,自噬形成時,LC3即胞漿型LC3酶解掉小段多肽,轉變?yōu)長C3H即膜型自噬體LC3,LC3H/LC3I比值大小能夠用來評估自噬水平的上下.不過,該過程亦能夠將藥物包裹進自噬體,通過降解或者轉運出細胞使細胞內藥物濃度下降,從而使細胞逃避被藥物殺傷的命運.Yen等27在其研究中用無細胞毒性的ANE候榔提取物,一種能夠誘導自噬活性的物質及其30100K的成分ANE30-100k誘導人T淋巴細胞白血病細胞株Jurkat,結果顯示：ANERANE30-100k可提升LC3H及Atg4B表達水平,誘導自噬的發(fā)生,同時使Jurk

17、at細胞對順鉗及5-FU耐藥,而自噬抑制劑3-甲基腺喋吟及氯唾那么可逆轉ANEgANE30-100k誘導的耐藥.細胞解毒系統的激活CYP3A歐田胞色素P4503A亞家族多肽5王婷等28發(fā)現,該基因的上調,導致白血病細胞耐藥,可能的機制為：細胞色素P450在內質網和線粒體內膜上原位代謝降解多種化療藥物.GSH件胱甘肽)GSH與白血病耐藥相關,可能的機制：一些化療藥物通過氧化作用導致白血病細胞凋亡,而GSHIU可阻斷這類化療藥物的氧化作用,從而使白血病細胞的凋亡減少,導致耐藥的發(fā)生.谷胱甘肽合成酶抑制劑通過抑制谷胱甘肽的合成,增強三氧化二碎誘導細胞凋亡的作用.X-BPI(X-boxbindingp

18、roteinl)當細胞受到刺激后,內質網會產生非折疊蛋白,非折疊蛋白促動X-BP1的表達及激活,X-BP1的激活導致細胞耐受外界環(huán)境對它的刺激.Kharabi等29的ECOGE2993床研究結果說明,在Ph陽性的成人急性淋巴細胞白血病中,XBP1表達較高組病人的長期生存率明顯低于XBP1表達較低組.另外,ECOGP9906床研究結果顯示,高XBP1rRNA是一個獨立的臨床不良預后的指標,而XBP1的小分子抑制劑能夠選擇性誘導白血病患者原代細胞中前體B細胞的凋亡.動物模型研究結果亦證實,XBP1抑制劑顯著延長ALL小鼠的生存時間.這為耐藥白血病的靶向治療提供新的思路.五、化療藥物作用靶點的改變與

19、ALL耐藥分子靶向藥物在ALL治療中發(fā)揮了重要作用,但與經典化療藥物相似,臨床上同樣會出現分子靶向藥物的耐藥現象,藥物靶基因的改變是白血病細胞對靶向藥物產生耐藥的主要原因.FLT3Cools等30在其研究中發(fā)現FLT3四個不同位點(Ala-627,Asn-676,Phe-691,Gly-697)的突變,導致細胞對FLT3抑制劑(包括PKC412SU5614K-252a)產生不同水準的耐藥性,但是上述前三個位點突變(Ala-627,Asn-676,Phe-691)的白血病細胞對增大劑量的FLT3抑制劑可恢復敏感,而大劑量抑制劑并不能改變FLT3G69及突變帶來的耐藥,且該位點的突變使得細胞對FL

20、T3抑制齊I(包括PKC412SU5614K-252a)及其余6種試驗中所用的抑制劑均耐藥.BCR-ABLBCR-ABL為慢性髓細胞白血病特征性融合基因.伊馬替尼是作用于BCR-ABL的靶向藥物,已成功應用于慢性髓系白血病的治療,亦可用于BCR-ABL陽性的急性淋巴細胞白血病的治療.夏君燕等31通過對210例伊馬替尼耐藥的慢性髓細胞白血病和Ph陽性急性淋巴細胞白血病ABL基因突變的分析,得出ABL的突變率為34.2%突變類型及突變率分別為：T315I12%Y253H11%G250E7%E255K7%M351T6%E459K5%Q252HD276GF317L、E355GF359VH396R均為4%除了有上述基因突變,還檢測出插入缺失突變.一個細胞中亦可同時出現幾種上述ABL突變.該研究提示BCR-ABL突變與慢性髓細胞白血病及Ph陽性急性淋巴細胞白血病耐伊馬替尼密切相關.其它除了上述研究較多的ALL耐藥機制外,其它一些機制亦與ALL耐藥相關.鈣結合