去甲基化藥物地西他濱治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤的研究進展

李娜+侯麗虹

[摘要] 隨著對惡性血液腫瘤發(fā)生機制的表觀遺傳學研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)DNA 異常甲基化在惡性血液腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。地西他濱是一種去甲基化藥物，具有抑制甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用，對血液性惡性癌變及實體瘤具有廣譜抗腫瘤活性，在上述腫瘤的治療中取得了良好的療效。

[關(guān)鍵詞] 地西他濱；血液系統(tǒng)惡性腫瘤；文獻復(fù)習

[中圖分類號] R733 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2014）06-44-06

近年來，DNA甲基化異常被認為是腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)化的一個重要因素。許多腫瘤相關(guān)基因由于DNA甲基化而發(fā)生了功能的變化，并最終導(dǎo)致了細胞表型的變化，即從正常細胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細胞。DNA甲基化是一種可逆的修飾過程，因此可通過抑制甲基化，恢復(fù)被抑制的相關(guān)基因的功能，達到治療腫瘤的目的[1-2]。地西他濱（decitabine，5-氮雜-2'-脫氧胞苷）是一種注射劑，其成分為胞嘧啶類似物，屬于可阻止DNA的甲基化過程的特異的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，有可能激活因甲基化而沉默失活的抑癌基因[3]。該藥由MGI制藥公司開發(fā)，分別于2006年4月和5月由歐洲EMEA和美國FDA批準上市，適應(yīng)證為原發(fā)性和繼發(fā)性的骨髓增生異常綜合征（MDS）。有研究表明，其對急性髓性白血病（AML）、鐮狀細胞性貧血等也有療效。本文將從地西他濱的作用機制、適用范圍、臨床研究等幾方面進行綜述。

1 DNA 甲基化與基因表達

DNA甲基化是表觀遺傳學的重要組成部分，在維持正常細胞功能、X染色體失活、基因印記、胚胎發(fā)育以及人類腫瘤發(fā)生中起著重要作用，是目前的研究熱點之一。DNA 的甲基化是在DNA 甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）的作用下使 CpG二核苷酸 5端 的胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?5甲基胞嘧啶，這種DNA修飾方式并沒有改變基因序列，但它由此調(diào)控了基因的表達。在哺乳動物基因組中，DNA 甲基化的主要位點是Cp G二核苷酸，它在基因組中呈不均勻分布。在某些區(qū)域Cp G序列的密度比平均密度高10～20 倍，G+ C 含量大于50% ，其長度大于200 個堿基，這些

區(qū)域命名為Cp G島。在哺乳動物基因組中約有4萬個Cp G島，它通常位于基因的啟動子區(qū)或第一個外顯子區(qū)。健康人基因組中， Cp G島中的Cp G位點通常處于非甲基化狀態(tài)，基因能正常表達，當其發(fā)生甲基化時，影響基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控，使基因表達發(fā)生沉寂。與Cp G島相反的是，基因組中散在分布的Cp G二核苷酸通常處于甲基化狀態(tài)[4-5]。

在人類基因組中，發(fā)生甲基化的Cp G二核苷酸有兩種分布形式，一種是分布于Cp G島區(qū)，常存在于基因5'端的基因調(diào)控區(qū)，其甲基化狀態(tài)直接影響基因表達；另一種為散在分布的Cp G二核苷酸。正常細胞內(nèi)，啟動子區(qū)的Cp G島呈非甲基化狀態(tài)，而占大部分的散在分布的Cp G二核苷酸多發(fā)生甲基化。當基因組DNA 的甲基化狀態(tài)發(fā)生改變時，會造成機體染色體不穩(wěn)定或基因表達異常，在腫瘤的發(fā)生中起重要作用[6-7]。

2 DNA甲基化與惡性血液腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系

DNA甲基化異常被認為是腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)化的一個重要因素。DNA甲基化由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶完成，其對CpG二核苷酸中胞嘧啶5位碳原子從供體S-腺苷甲硫氨酸處共價加上一個甲基基團起催化作用[8]，且使甲基化的DNA存留在子細胞中并合成新的DNA[9-10]。腫瘤經(jīng)常伴有異常模式的DNA甲基化，同時，往往是位于特定甲基化區(qū)域的癌癥細胞基因組導(dǎo)致相應(yīng)基因的抑制[11-12]，且不同的惡性腫瘤有獨特的DNA甲基化模式[13]。有研究表明，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶可以通過直接與DNA結(jié)合而抑制基因轉(zhuǎn)錄，過度的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶表達則有可能致癌[14-17]。

白血病是血液系統(tǒng)的惡性腫瘤，其發(fā)生是多因素參與、多基因交互作用的結(jié)果。啟動子區(qū)高甲基化和全基因組的低甲基化可促使抑癌基因沉默和癌基因活化，從而導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，啟動子異常甲基化是白血病發(fā)生的一種重要分子機制[18-19]。趙瑜等[20]應(yīng)用甲基化特異性PCR方法對正常人、初診和完全緩解狀態(tài)的AL患者骨髓進行Id4基因甲基化狀態(tài)檢測后發(fā)現(xiàn)，該基因在正常骨髓中均呈非甲基化狀態(tài)，而在初診AML和ALL患者中， Id4基因甲基化比例分別高達84.0%和85.7%，提示該基因甲基化可能是白血病患者區(qū)別于正常骨髓的標志。黃珍等[21]采用MSP 法對AL 患兒的Runx3 基因啟動子甲基化異常進行了研究。結(jié)果顯示，Runx3 基因啟動子區(qū)在對照組細胞中無甲基化，而在39% AL 患兒檢測到甲基化，差異有統(tǒng)計學意義。隨訪觀察結(jié)果顯示，Runx3 基因非甲基化患兒初次化療完全緩解率高于Runx3 基因甲基化患兒。林東軍等[21]采用甲基化特異性PCR（MS2PCR）檢測CHRF、U937、K562細胞系及40例急性白血病患者和10例正常人骨髓或外周血runx3基因啟動子區(qū)域的甲基化情況，并用RT2PCR方法檢測各系runx3基因的表達情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，健康人及細胞系中均未檢測到甲基化，而檢測到該基因的表達；40例急性白血病患者甲基化檢測陽性率35%（14 /40），明顯高于正常人0%，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。

3 去甲基化藥物治療惡性腫瘤的作用機制

DNA甲基化異常在腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)化中起著重要作用。DNA甲基化是可逆的，通過去甲基化可消除基因的高甲基化，使抑癌基因重新表達，從而恢復(fù)其正常功能，達到治療腫瘤的目的。去甲基化藥物在DNA 復(fù)制的過程中，結(jié)合到DNA 就替代胞嘧啶與DNMT形成不可逆的復(fù)合物，使其失活，導(dǎo)致DNMT 在體內(nèi)消耗。當DNA 合成缺乏DNMT 時， 子DNA 中的胞嘧啶就不再被甲基化。因此，先前被甲基化的基因就能夠在子細胞中被重新表達，促進正常細胞的分化、衰老和凋亡[22]。endprint

甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-雜氮2--脫氧胞苷（5-aza-2-deoxycitydine，5-aza-2dC）對作為去甲基化治療白血病的一種代表性藥物，已被證明對血液系統(tǒng)惡性腫瘤具有有效的抗腫瘤作用[23]。肖艷華等[23]經(jīng)過研究證實，在白血病細胞株HL260 中，AnnexinA1和A2基因因高甲基化導(dǎo)致其表達下調(diào)，甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-aza-2dC能使HL260 細胞中AnnexinA1和A2基因去甲基化而轉(zhuǎn)錄活化，從而發(fā)揮功能。

4 地西他濱的作用機制

地西他濱最早被作為一種抗癌藥物使用，但由于大劑量使用時會出現(xiàn)嚴重骨髓抑制，從而限制了其在臨床的應(yīng)用。隨著對細胞表觀遺傳學研究的進展，地西他濱去甲基化的作用逐漸得到重視。目前認為，地西他濱是一種去甲基化藥物，具有抑制DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的作用。

地西他濱是一種胞嘧啶類似物（結(jié)構(gòu)式見圖1），可作為DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，逆轉(zhuǎn)DNA的甲基化進程，誘導(dǎo)腫瘤細胞向正常細胞分化或誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[13]。在腫瘤細胞中，地西他濱被脫氧胞苷激酶磷酸化，以地西他濱三磷酸的形式與DNA結(jié)合。高濃度的地西他濱三磷酸，能抑制DNA合成并誘導(dǎo)細胞周期停滯，發(fā)揮細胞毒作用；低濃度的地西他濱三磷酸，可替代腫瘤細胞內(nèi)的胞嘧啶，與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶共價結(jié)合，使DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶降解，但不會導(dǎo)致細胞周期終止[8]。

地西他濱的抗腫瘤活性并不僅僅來自于其特異的DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制作用，其他的作用機制還在研究中[8]。地西他濱可以誘導(dǎo)未甲基化基因的部分染色體區(qū)域重組，可促進細胞中組蛋白去乙?；傅尼尫藕鸵阴；M蛋白的積累。地西他濱和組蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制劑聯(lián)合治療，可以增強染色質(zhì)重組，激活非甲基化而失活的腫瘤抑制基因[24]。同時，地西他濱是細胞周期S期的特異性藥物[25]，可減少白血病細胞株生長和集落生成，并誘導(dǎo)白血病細胞向正常細胞分化，其在細胞內(nèi)的失活方式主要是通過胞苷脫氨酶（CD）的脫氨作用[26]，但這僅是一種可能途徑。

5 適用范圍

5.1 骨髓增生異常綜合征（myelodysplastic syndrome，MDS）

地西他濱由FDA批準的適應(yīng)證為骨髓增生異常綜合征（MDS），在臨床上主要針對IPSS評分中危-2和高危的初治、復(fù)治MDS患者，包括原發(fā)性和繼發(fā)性的MDS，以及按照FAB分型的五種亞型。骨髓增生異常綜合征是一組起源于造血髓系定向干細胞或多能干細胞的獲得性克隆性疾患，其病理生理改變?yōu)榭寺⌒栽煅?祖細胞發(fā)育異常（dysplasia）和無效造血（ineffective hematopoiesis），其基本臨床特征為骨髓異常增生和外周血細胞減少，以及高危轉(zhuǎn)變?yōu)榧毙运柘蛋籽。ˋML）。MDS發(fā)病率約10/10萬～12/10萬人口，多累及中老年人，50歲以上的病例占50%～70%，男女之比為2︰1，且30%～60%轉(zhuǎn)化為白血病。其死亡原因除白血病之外，多數(shù)由于感染，出血，尤其是顱內(nèi)出血[27]。

根據(jù)WHO2008年修訂的分型，MDS分為：難治性血細胞減少伴單系病態(tài)造血（RCUD）、難治性貧血（RA）、難治性中性粒細胞減少（RN）、難治性血小板減少（RT）、難治性貧血伴環(huán)狀鐵粒幼細胞（RARS）、難治性血細胞減少伴多系病態(tài)造血（RCMD）、難治性貧血伴原始細胞增多-1（RAEB-1）、難治性貧血伴原始細胞增多-2（RAEB-2）、MDS-未分類（MDS-U）、MDS伴單純5q-。在臨床實踐中，RAEB的發(fā)病率最高，過去國內(nèi)外常采取的治療方法是支持治療、細胞因子治療、促造血治療及化療等，但患者的總緩解率并不理想，即使經(jīng)治療完全緩解的患者也往往死于全血細胞減少引起的并發(fā)癥、疾病惡化等。其他亞型如MDS-U、MDS伴單純5q-等，也存在同樣的問題。而且，絕大多數(shù)的MDS患者在發(fā)病時年齡已超過60歲，體能狀況不理想，不能耐受造血干細胞移植，只能采用支持治療。目前，相關(guān)研究表明，異常DNA甲基化與染色體缺失共同導(dǎo)致了抑癌基因的沉默， 而且異常甲基化是抑癌基因沉默和MDS患者向白血病異?？寺∞D(zhuǎn)化的主要因素[28]。由此，以使用地西他濱為主的去甲基化治療方案，逐漸在臨床上普及。

地西他濱作為一種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑，在用于MDS的治療時，相對于支持治療，使患者明顯提高了生活質(zhì)量，減少了對輸血的依賴[29]。因為地西他濱可逆轉(zhuǎn)DNA的甲基化進程，誘導(dǎo)腫瘤細胞向正常細胞分化，所以能達到治療MDS 的目的。地西他濱被FDA所批準是基于美國D-0007III期臨床試驗，地西他濱治療組（靜脈滴注地西他濱15mg/m2， 3次/d，3h/次，連續(xù)3d，6周1個療程）獲得了30%的臨床反應(yīng)率，CR為9%，明顯優(yōu)于對照支持治療組[30]；另外，歐洲癌癥治療研究組織也進行了一項地西他濱Ⅲ期的試驗[31]，結(jié)果提示地西他濱治療組總體反應(yīng)率高于對照組；楊華等的臨床研究得出結(jié)論，地西他濱對中高危MDS老年患者有延緩死亡時間的作用，優(yōu)于最佳支持治療[32]；李菁媛等的臨床研究證明，地西他濱5d治療方案對骨髓增生異常綜合征及難治性急性髓系白血病有效率較高，嚴重骨髓抑制發(fā)生率低，其他不良反應(yīng)輕微[33]；賴沛龍等研究結(jié)果表明，地西他濱治療后P15和CDH1的甲基化水平均有不同程度降低但甲基化水平與治療方案和療效無關(guān)[34]；范蕊芳等[35]臨床研究表明，地西他濱在治療中危-2及高危MDS患者，療效尚可。也有研究表明，小劑量地西他濱治療老年高危骨髓增生異常綜合征（MDS）尤其是向白血病轉(zhuǎn)化患者非常有效[36]?？傮w來說，地西他濱在改善患者MDS病情，延緩病情進程，減少患者輸血量，改善患者生活質(zhì)量方面有顯著的效果。

另外，對MDS患者來說，由于其自然病程與預(yù)后效果差異很大，臨床上一般建議個體化治療，且根據(jù)不同的亞型，給予不同的治療方案和地西他濱使用劑量。部分患者在使用過程中會產(chǎn)生中性粒細胞減少和骨髓抑制等并發(fā)癥，須在治療過程中關(guān)注血小板數(shù)量。endprint

5.2 非APL的急性髓性白血?。╝cute myelocytic leukemia，AML）

急性骨髓性白血病，是一種骨髓性造血芽細胞異常增殖的血液惡性腫瘤，是一種異質(zhì)性白血病，其特點是骨髓內(nèi)異常芽細胞的快速增殖而影響了正常造血細胞的產(chǎn)生，是成年人最常見的急性白血病，其發(fā)病率隨著人的年齡而增加[37]。2007年美國診斷AML約13000例，將近9000例死于該病，新診斷的AML患者中約35%≥75歲，診斷的中位年齡67歲[38]。急性髓系白血?。ˋML）和骨髓增生異常綜合征（MDS）同屬于造血干細胞的惡性克隆性疾病，根據(jù)IPSS危度分析，中/高危組MDS患者多進展為急性髓系白血病，預(yù)后較差，生存期短[39]。

根據(jù)細胞形態(tài)學和組織化學特征，F(xiàn)AB將AML分為M0～M7型。根據(jù)這種分型方法，除M0、M1、M6、M7治療效果較差，M3、M4療效較好外，其余亞型治療反應(yīng)差別不大。且除了APL外，AML的治療方法基本相同，即誘導(dǎo)緩解化療、緩解后治療、造血干細胞移植進行根治。標準的誘導(dǎo)緩解化療主要采用的是蒽環(huán)類藥物中的柔紅霉素（DNR）和聯(lián)合阿糖胞苷（Ara-C）組成的DA方案，也有用伊達比星（IDA）代替柔紅霉素的，優(yōu)勢在于惡性腫瘤細胞毒性強，尤其對伴多藥耐藥表型白血病細胞作用強，心臟毒性低，40%～60%的老年患者可以獲得CR。但是老年AML患者由于多合并慢性基礎(chǔ)疾病， 對化療藥物的治療反應(yīng)及耐受性差。另外，骨髓移植是公認的唯一可以根治白血病的治療方法，但其價格昂貴，且對患者的體能狀況有一定要求。同時，對于難治及耐藥AML的治療，按目前AML治療水平，仍有10%～30%的患者對一線標準誘導(dǎo)方案無效，40%～80%已經(jīng)獲得CR的患者最終還要復(fù)發(fā)。HD、ID阿糖胞苷為主的各種聯(lián)合方案是難治和復(fù)發(fā)AML最常用的挽救治療方案。但總體來說，AML患者完全緩解率較低，僅50%～70%，長期無病生存率則只有25%～30%，效果不佳。

目前，有研究表明，AML的病因可能是造血干細胞的染色體重排和多基因突變的結(jié)果[40]。自從地西他濱治療MDS的療效得到明確之后，已有不少研究者將目光轉(zhuǎn)向AML[41]，且已有大量研究證明了地西他濱的療效比過去的治療方案更為顯著，可提高患者完全緩解率，控制患者病情，并延長患者壽命。方寶枝等[41]的臨床研究表明，地西他濱可有效治療成人急性髓細胞白血病，但血液學不良反應(yīng)較重，必須給予積極的支持治療；李素霞等[42]的臨床結(jié)論為，對于無法耐受標準治療的老年特別是高齡急性髓性白血病患者，地西他濱治療可能使患者疾病得到控制，可作為老年急性髓性白血病患者治療的一種選擇；吳倩等[43]研究表明，地西他濱在治療AML患者的過程中有一定的療效，且可適當將地西他濱的治療對象進一步擴大至復(fù)發(fā)及難治AML及中青年AML患者；近期Cashen等[44]報道了一項Ⅱ期多中心研究，將地西他濱作為老年AML的一線治療，共入組60歲以上初治AML患者55例，予以地西他濱靜脈滴注，結(jié)果總反應(yīng)率25%，其中絕大部分（13/14）獲得骨髓CR，31%治療失敗，30d病死率7%，明顯低于常規(guī)誘導(dǎo)化療患者。從相關(guān)臨床研究結(jié)果可以看出，地西他濱對AML的治療有效的，且與伊馬替尼相比，地西他濱的療效和耐受性更好。在臨床上，針對不同的AML分型及患者體能狀況，與地西他濱搭配不同的聯(lián)合治療方案已得到了廣泛運用[45]。

6 小結(jié)

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，地西他濱對血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療具有雙重性作用，與其用藥濃度相關(guān)，即低濃度的地西他濱被磷酸化后可與 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶共價結(jié)合，抑制其活性，且具有不可逆性，文獻報道[46]其在體內(nèi)外均具有去甲基化作用，可激活沉默基因的表達，促進細胞進一步分化；而高濃度的地西他濱對細胞具有毒副作用。而預(yù)激方案化療時均采用低劑量的Ara-C 和蒽環(huán)類抗腫瘤抗生素，化療過程中給予G-CSF 支持，不良反應(yīng)較常規(guī)化療輕微，特別適用于MDS或AML患者，患者多能耐受[47]。

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