费城样急性淋巴细胞白血病的诊疗进展

2019-02-25 05:18于洪娟吕成芳
医学综述 2019年16期
关键词:重排激酶靶向

王 玉,于洪娟,吕成芳

(哈尔滨医科大学附属第一医院血液内科,哈尔滨 150001)

急性B淋巴细胞白血病(B-cell acute lymphoblastic leukemia,B-ALL)是由于B淋巴细胞发育和增殖相关基因异常,妨碍了B淋巴祖细胞的正常生长、成熟、增殖而引起的恶性克隆异质性疾病,是最常见的儿童恶性肿瘤。随着二代测序技术的应用,越来越多独特的疾病亚型被发现,2009年,两个独立的研究小组分别描述了一种新的高危B-ALL亚型,该亚型与费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)具有相似的基因表达谱,但无BCR-ABL1融合基因的形成,缺乏公认的基因和染色体易位如E2A-PBX1或混合谱系白血病基因重排,伴随淋巴转录因子改变如IKZF1的缺失或突变(70%~80%),且预后较差,它被命名为Ph-like或BCR-ABL-like ALL[1-2]。进一步分析显示,费城样急性淋巴细胞白血病(Philadelphia chromosome-like acute lymphoblastic leukemia,Ph-like ALL)常涉及细胞因子受体基因及激酶信号通路异常活化的相关基因改变[3]。Ph-like ALL发病率占初诊B-ALL的7%~25%[1]。Roberts等[3-4]通过基因组分析发现,Ph-like ALL在21~39岁的青壮年中发病率最高(27%),随着年龄增长发病率降低,已报道的大多数研究与此相符,但对年龄较大的成年人(≥40岁)发生率报道略不同,为13%~33%[5-6]。该亚型与不良临床特征相关,初发时具有高白细胞计数,尤其是初发儿童Ph-like ALL白细胞计数多大于100×109/L,男性高发,与其他亚型B-ALL相比,存活率明显下降,可作为独立的预后因素[3-4]。2016年世界卫生组织急性白血病分类的修订中将Ph-like ALL作为临时病种纳入分类,进一步证实了该亚型的临床重要性[7]。现对Ph-like ALL的遗传学方面的诊断基础、诊断和治疗进展予以简述。

1 Ph-like ALL的遗传学改变

近年来,通过全基因组测序等手段发现约91%的Ph-like ALL患者具有激酶活化的基因改变,这些基因改变可影响信号通路,进而影响细胞的增殖和分化[3,5]。尽管基因组学研究发现了Ph-like ALL基因异常的特点,但由于相关基因变化的多样性和复杂性,Ph-like ALL的筛查与确诊仍十分困难。目前临床工作者主要通过寻找与Ph-like ALL相关的遗传学基因异常进行诊断。

1.1JAK信号通路相关

1.1.1细胞因子受体样因子2(cytokine receptor like factor 2,CRLF2)异常表达(伴JAK突变) CRLF2与白细胞介素-7受体二聚化生成胸腺基质淋巴细胞生成素受体,该受体与其配体结合后共同作用激活JAK-信号转导及转录激活因子(signal transudcer and activator of transcription,STAT)信号通路,调控造血系统细胞的增殖和发育[1,3]。CRLF2基因异常时,可导致JAK-STAT的持续激活,细胞恶性增殖。CRLF2基因异常表达在Ph-like ALL患者中约占50%,标准危险度儿童24%,青少年60%[3]。其中约半数(55%)伴随JAK突变,以JAK2 R683突变最多见,且JAK突变多只出现在CRLF2 异常的ALL[5]。CRLF2基因异常表达的类型主要包括点突变、P2RY8-CRLF2重排、IGH-CRLF2重排[4,6]。P2RY8-CRLF2、IGH-CRLF2重排可导致CRLF2过表达,P2RY8-CRLF2比IGH-CRLF2重排(中位年龄14岁)患者年龄更小(中位年龄4岁),白细胞计数也更低、预后较好[8]。研究提示CRLF2过表达和JAK突变能够协同活化JAK-STAT信号通路,CRLF2重排但不伴有JAK突变的Ph-like ALL可检测到JAK-STAT信号通路被白细胞介素-7受体、FLT3、SH2B3等激酶的改变所激活,提示这些激酶改变与CRLF2重排亦有协同作用[5]。此外,Ph-like ALL在西班牙裔和美洲原住民的患者中更常见,这可能与该族群内CRLF2重排及GATA3(rs3824662)遗传变异高发有关[6,9]。

1.1.2其他激活JAK-STAT通路的基因异常 JAK2重排和红细胞生成素受体(erythropoietin receptor,EPOR)重排以及其他JAK-STAT信号转导途径改变均在21~39岁的年轻成人中最常见。Ph-like ALL中JAK2重排约7%,目前文献报道共有21种伙伴基因,包括ATF7IP、BCR、EBF1、ETV6、GOLGA5、HMBOX1、OFD1、PAX5、PCM1、PPFIBP1、RFX3、SMU1、SNX29、SSBP2、STRN3、TERF2、TPR、USP25、ZBTB46、ZNF274、ZNF340。JAK2重排后形成融合基因,酪氨酸激酶持续激活进而导致JAK-STAT持续活化[10]。年轻成人(9%)的EPOR重排发生率较儿童(5%)和青少年(3%)高2倍,40岁以上成人(1%)EPOR重排的发生率最低[4,11]。EPOR涉及至少4个伙伴基因(IGH,IGK,LAIR1,THADA),最常见的是EPOR与IGH或IGK位点的重排,EPOR能与其配体结合启动JAK-STAT途径,而易位后产生的截短的EPOR无抑制性调节作用,使JAK-STAT持续激活[4,11]。PAX5是B细胞定向分化发育的关键转录因子,PAX5重排在B-ALL中占1%~2.5%,在Ph-like ALL中主要与激酶基因易位形成融合基因,已经发现的PAX5伙伴基因多达20余种,其形成融合基因后可展现出了“二次打击”特征,既阻断前B淋巴细胞分化又促进其增殖[12]。Sakamoto等[13]研究发现的新型融合蛋白PAX5-KIDINS220也体现了上述特征。SH2B3基因编码LNK蛋白,在JAK-STAT通路中通过下调白细胞介素-7起负性抑制作用,SH2B3基因异常时导致其对JAK活化的负性调控作用解除,可持续活化JAK-STAT通路。在SH2B3缺失的前体B-ALL小鼠的研究中显示,白细胞介素-11可能也在Ph-like ALL中发挥重要作用[14]。

1.2ABL信号通路相关 ABL信号通路相关基因异常是Ph-like ALL中第2位常见的基因改变,发生率约10%(在儿童中占17%,青少年9%,年轻人10%和老年人9%)[3-4]。ABL激酶是一种核内酪氨酸激酶家族,包括ABL1和ABL2,此外,血小板衍生生长因子受体α、血小板衍生生长因子受体β(platelet-derived growth factor receptor beta,PDGFRB)、CSF1R、KIT等激酶蛋白与ABL激酶同源性较强且激酶区结构相近[3-4]。ABL信号通路相关基因改变主要是易位形成融合基因,但伙伴基因众多且不确定,目前文献报道的融合基因包括ABL1-CENPC,ETV6,FOXP1,LSM14A,NUP153,NUP214,RANBP2,RCSD1,SFPQ,SNX1,SNX2,SPTNA1,ZMIZ1;ABL2-PAG1,RCSD1,ZC3HAV1;CSF1R-MEF2D,SSBP2,TBL1XR1;PDGFRB-ATF7IP,EBF1,ETV6,SNX29,SSBP2,TNIP1,ZEB2,ZMYND8,ABL激酶易位形成融合基因后导致酪氨酸激酶异常活化,细胞恶性增殖[10]。EBF1-PDGFRB在Ph-like ALL中约占8%[15]。该融合基因形成后,一方面使肿瘤细胞分化停滞(EBF1缺失所致),另一方面激活致癌相关下游通路,如STAT、蛋白激酶B、胞外信号调节激酶1/2等(PDGFRB激酶活性失调控所致),这两方面共同作用使细胞无限增殖[15]。近年来,Zhang等[16]报道了一种新的PDGFRB基因重排AGGF1-PDGFRB,以及一个疑似酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors,TKIs)耐药位点PDGFRB C843G,该位点对一类新型的JAK2小分子抑制剂CHZ868敏感,这为TKIs耐药机制提供了有力的依据。

1.3淋系发育相关基因异常 IKZF1编码的蛋白IKAROS是淋巴细胞发育、分化过程中的重要转录因子。与费城染色体阳性ALL相似,Ph-like ALL的标志是IKZF1改变(缺失或点突变)高频发生(70%~80%)[3-4,10]。常见的IKZF1基因异常有单等位基因丢失、内部外显子缺失;移码、错义突变。基因异常或功能缺失均可导致B细胞发育障碍、细胞持续增殖。此外,IKZF1基因异常还可影响白细胞介素-7信号激活JAK-STAT通路[2]。研究证实,IKZF1突变在B-ALL或Ph-like ALL患者中均提示预后较差、复发率高[3-4,10]。GATA3蛋白是一种转录因子,在Ph-like ALL中常可见GATA中单核苷酸多态rs3781093的C等位基因和rs3824662的A等位基因高表达,且多数伴有IKZF1缺失、CRLF2异常及JAK突变,这类患者早期治疗反应相对不佳,不良事件发生率更高,导致Ph-like ALL发病机制尚不明确[9]。

1.4Ras通路突变和其他少见的激酶改变 Ph-like ALL中有4%的患者存在激活Ras信号的基因异常(无其他基因组改变),包括CBL,NRAS,BRAF,KRAS,PTPN11以及NF1[3-4,10]。但这些RAS激活突变不是Ph-like ALL所特有的改变,也可见于超二倍体、亚二倍体、复发ALL等[17]。另外,在Ph-like ALL中也发现了几种涉及NTRK3,BLNK,PTK2B和TYK2,DGKH,FGFR1,IL2RB,LYN,DYRK1A的罕见激酶改变[3-4,10,18]。

2 Ph-like ALL的诊断方法

Ph-like ALL的特点在于广泛的遗传学改变,通常包括JAK或ABL通路相关基因异常激活,目前TKIs在治疗方面Ph-like ALL显示出良好的应用前景。但由于Ph-like ALL涉及的基因异常众多,Ph-like ALL患者的诊断需要多种细胞遗传学和分子学检测,因此目前针对Ph-like ALL尚无明确、简捷的筛查及诊断标准。以下诊断方法可供参考[19]:①高通量的新一代测序技术是目前最可靠的检测方法,可以展示基因表达谱,发现基因突变。②全基因组、转录组测序(RNA-seq)可能是鉴定Ph-like ALL最全面的方法。③流式细胞术可以检测细胞表面上CRLF2的过表达,荧光原位杂交可以证实CRLF2的重排,Sanger测序可以用来鉴定JAK1、JAK2、JAK3和白细胞介素-7受体序列突变。④特异的荧光原位杂交探针、多重逆转录酶聚合酶链反应或针对一些常见的融合转录子靶向RNA测序可用来检测临床常见的Ph-like ALL基因异常,且有助于靶向药物的选择[20]。⑤磷酸化的流式细胞术能测量应用TKIs前后许多蛋白的磷酸化水平,进而预测患者对TKIs的治疗反应。⑥利用Ph-like ALL独特基因表达谱,可设计出靶向定制的低密度基因表达阵列用于初筛[4]。基于上述检测方法,许多研究小组[19-21]已经开发了诊断Ph-like ALL的流程图,但流程图的临床实用性尚需检验,而且许多检测方法并不是大多数实验室可获得的,因此Ph-like ALL的筛查诊断仍需不断研究。

3 Ph-like ALL的治疗

3.1靶向药物的应用 目前大量的体内外实验和前期临床试验,加上越来越多的病例报道,已经证实了TKIs、JAK抑制剂、MEK抑制剂等靶向药物在Ph-like ALL中的治疗作用[3,10,15,22-23]。利用TKIs成功治疗Ph-like ALL患者的首例报道来自美国 St.jude儿童研究医院,1例伴EBF1-PDGRFB易位的ALL患儿,常规化疗效果差,后给予联合伊马替尼后使骨髓完全缓解超过1年[15]。Roberts等[3]随访了 12例 TKIs治疗的患者,其中11例获得了良好的疗效。Kobayashi等[22]报道1例ATF7IP-PDGFRB阳性的复发Ph-like ALL病例,在使用达沙替尼单药治疗后,成功获得微小残留病变转阴。2015年中国儿童癌症协作组启动的ALL 2015研究方案中指出,对于发现Ph-like ALL相关基因异常的患者即给予TKIs治疗。

在Ph-like ALL患者中,累及不同信号通路的各种基因改变往往与一定的靶向抑制剂相对应[3,10,23]:①针对存在ABL信号通路异常者可使用ABL抑制剂靶向治疗,如第一代TKIs伊马替尼、第二代TKIs达沙替尼和第三代TKIs普纳替尼。Collette等[24]以离体药物反应分析为指导,证明了普纳替尼具有比达沙替尼更好的功效。②针对存在JAK-STAT信号通路异常激活者可使用JAK抑制剂靶向治疗,很多在Ph-like ALL细胞系和患者来源的Ph-like ALL异种移植模型上的临床前研究已经报道了各种JAK抑制剂的体外和体内功效,其中最常见的是美国食品药品管理局批准的Ⅰ型JAK抑制剂芦可替尼[25]。此外,在临床前研究中通过对比单药,Ⅱ型JAK抑制剂CHZ868联合地塞米松显示出能够诱导细胞凋亡和改善总体存活率的良好前景,并且Ⅱ型JAK2抑制剂可能是靶向CRLF2重排Ph-like ALL的更有效治疗药物[26]。③虽然Ras本身不能被直接抑制,但是针对Ras途径下游效应物的靶标(如MEK抑制剂)可以成为新的治疗途径[17]。④其他罕见激酶改变,如NTRK3,PTK2B和TYK2也可使用ALK抑制剂克唑替尼、FAK抑制剂和TYK2抑制剂分别靶向治疗,Roberts等[27]研究发现,ETV6-NTRK3易位引起的Ph-like ALL对TRK抑制剂拉罗替尼高度敏感。Drilon等[28]使用TRK抑制剂拉罗替尼治疗TRK融合基因阳性患者的研究中,55例患者的总体反应率为75%。

3.2TKIs耐药及治疗新策略 虽然TKIs治疗Ph-like ALL前景良好,但接受TKIs治疗后的患者也可能出现复发或死亡,其中耐药是原因之一。研究人员在ABL信号通路异常的Ph-like ALL中,发现了已知的和新的激酶结构域突变,这导致TKIs耐药的出现[16,29]。在CRLF2重排的Ph-like ALL细胞中也证实存在Ⅰ型JAK抑制剂如芦可替尼耐药,为了克服耐药目前正在研究Ⅱ型JAK抑制剂,如CHZ868[25]。近年来研究表明,除上述TKIs外,其他新型分子靶标在临床前模型中显示出较好的治疗作用,表明对Ph-like ALL有潜在治疗作用。热激蛋白90是一种与肿瘤发生密切相关的分子伴侣,Kucine等[30]研究表明,热激蛋白90抑制剂能够抑制CRLF2重排或JAK突变ALL细胞系中的下游信号转导和白血病细胞增殖,对于JAK 抑制剂治疗效果差者使用热激蛋白90抑制剂可以克服ALL细胞对JAK抑制剂的耐药性。Churchman等[31]通过小鼠实验研究结果显示,维甲酸类药物与TKIs联合使用可显著增强TKIs效果,可能对TKIs的耐药有所改善。

鉴于Ph-like ALL中还存在磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白的组成型激活,研究人员已经开始寻找替代方法[32]。Tasian等[33]研究证实,双重磷脂酰肌醇-3-激酶-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂(gedatolisib)联合JAK或ABL抑制剂优于单一疗法。Zhang等[34]研究表明,BBT594(Ⅱ型JAK抑制剂)/AZD2014(第二代雷帕霉素靶蛋白抑制剂)联合使用在Ph-like ALL细胞系中具有强大的抗白血病作用。因此,同时靶向JAK/STAT和雷帕霉素靶蛋白两种途径也可作为Ph-like ALL的新型治疗策略。除TKIs外,免疫治疗方法如双特异性CD3-CD19抗体(blinatumomab)已被证明在诱导复发成人B-ALL的缓解方面取得了成功,但在Ph-like ALL中还需要进一步研究[35]。此外,Roberts等[36]在患者来源的Ph-like ALL异种移植模型中证实,TKIs联合地塞米松可以增强TKIs的疗效。虽然上述疗法效果显著,但能否用于临床、是否会减少复发并提高生存率尚不明确。

3.3Ph-like ALL的治疗效果及预后 儿童和成人Ph-like ALL患者在诱导结束时具有高微小残留病率、高治疗失败率、低持续缓解率,且一部分患儿表现出对柔红霉素、门冬酰胺酶的耐药[3,37]。另外,诱导失败可能在携带EBF1-PDGFRB融合基因的 Ph-like ALL中更常见[5-6,15]。儿童和成人Ph-like ALL患者的总体存活率和无事件生存率差、复发率高、存活率低,且无事件生存率及总体存活率与年龄呈负相关[3-6,37]。但关于成人Ph-like ALL的预后报道不一致,荷兰比利时血液肿瘤协作组的研究表明,成人Ph-like ALL与其他B-ALL患者的总体存活率和无事件生存率比较差异无统计学意义,但复发率更高[4-5]。美国St.Jude儿童研究医院在基于微小残留病变监测的分层治疗策略下,Ph-like ALL获得90%以上的5年无事件生存率和总体存活率,其生存率与其他患者对比差异无统计学意义,但有更多治疗不良反应事件的发生,且更多患者进行了移植治疗,这从某种程度上对预后产生了影响[15,32,38]。总之,儿童和成人Ph-like ALL均属预后不良的亚型。此外,对比其他类型的Ph-like ALL患者,伴有JAK2/EPOR重排的患者预后最差[3-4]。

4 小 结

Ph-like ALL是一种高风险恶性疾病,具有预后不良的特点,随着科学进步研究者逐渐发现Ph-like ALL中广泛存在与费城染色体阳性ALL相似的激酶活化及信号转导途径相关的基因异常,所以联合使用TKIs有望提高患者的生存率,降低复发率。因此,为了更好地评估病情和分层诊治,找到Ph-like ALL筛查及诊断的方法、建立完善的诊断流程变得十分迫切,同时,也需要多中心、大规模的临床试验证实TKIs联合化疗的疗效及对预后的影响。此外,微小残留病变监测和造血干细胞移植治疗在Ph-like ALL中潜在作用尚不明确,仍需要进一步研究。

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