維甲酸協(xié)同砷劑治療急性早幼粒細(xì)胞白血病的機(jī)制進(jìn)展

劉馮 董敏 肖丁華

[摘要] 急性早幼粒細(xì)胞白血?。ˋPL）是急性髓細(xì)胞白血病的一種特殊亞型。目前APL患者的首選治療方案是維甲酸（RA）協(xié)同砷劑。近5年來，RA協(xié)同砷劑治療APL的機(jī)制在分子生物學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)方面出現(xiàn)一些新的研究成果。本文主要從額外基因的改變、非基因的分子機(jī)制、聯(lián)合藥物的機(jī)制、佐劑和載體等進(jìn)行闡述，從而為今后的基礎(chǔ)研究提供參考。

[關(guān)鍵詞] 急性早幼粒細(xì)胞白血病;維甲酸;砷劑;機(jī)制

[中圖分類號] R733.7? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2020）10（c）-0045-04

Mechanism of Retinoic acid combined with arsenic in the treatment of acute promyelocytic leukemia

LIU Feng? ?DONG Min? ?XIAO Dinghua

Department of Hematology， Affiliated Hospital， Guilin Medical University， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Guilin? ?541001， China

[Abstract] Acute promyelocytic leukemia （APL） is a special subtype of acute myeloid leukemia. The first-line treatment for APL patients is retinoic acid （RA） combined with arsenic at present. There has been some new research achievement about the mechanism of RA and arsenic in the treatment of APL appeared in molecular biology and cytogenetics in the past five years. This article mainly describes the changes of additional genes， non-genetic molecular mechanisms， mechanisms of combined drug， adjuvants and carriers， so as to provide a reference for future basic research.

[Key words] Acute promyelocytic leukemia; Retinoic acid; Arsenic; Mechanism

急性早幼粒細(xì)胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia，APL）作為急性髓細(xì)胞白血病的一種特殊亞型，具有獨(dú)特的細(xì)胞遺傳學(xué)改變即15號染色體上的早幼粒細(xì)胞白血病基因與17號染色體上的維甲酸受體α（promyelocytic leukemia retinoic acid receptor α，PML-RARα）融合基因[1]。應(yīng)用維甲酸（retinoic acid，RA）和砷劑后APL患者的完全緩解（complete remission，CR）率可達(dá)90%以上[2-3]，因此近年來國內(nèi)外APL診療指南將RA協(xié)同砷劑作為一線治療方案[4-5]。關(guān)于RA協(xié)同砷劑治療APL患者的效果及預(yù)后的高危因素影響，既往研究偏于從臨床參數(shù)如年齡、體能狀態(tài)等因素探討，而近5年來RA協(xié)同砷劑治療APL在分子生物學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)方面的機(jī)制進(jìn)展，包括額外基因改變、非基因的分子機(jī)制、聯(lián)合藥物、佐劑和載體等，目前尚無相關(guān)論文總結(jié)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)有一些新的研究成果，特此綜述如下：

1 額外基因的改變

1.1 FLT3-ITD基因突變

探討額外基因突變對全反式維甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）和三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO）治療APL患者預(yù)后的可能影響。國內(nèi)學(xué)者將535例應(yīng)用ATRA協(xié)同ATO治療APL患者中的266例作為對照組，其余269例作為測試組，以研究潛在的預(yù)后基因突變，包括FLT3-ITD或-TKD、N-RAS、C-KIT、NPM1、CEPBA、WT1、ASXL1、DNMT3A、MLL、IDH1、IDH2和TET2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)額外的基因突變可以成為ATRA協(xié)同ATO治療APL的不良預(yù)后因素[6]，表觀遺傳修飾基因突變可以成為ATRA協(xié)同ATO治療APL的不良預(yù)后因素[6]。基因突變研究熱點(diǎn)集中于FLT3-ITD方面，國內(nèi)學(xué)者進(jìn)一步研究顯示，ATRA協(xié)同ATO抑制FLT3-ITD信號通路能改善APL患者的預(yù)后[7]。國內(nèi)有學(xué)者利用APL小鼠模型證明，F(xiàn)LT3-ITD能明顯抑制ATRA作用，表現(xiàn)為ATRA誘導(dǎo)的PML-RARα降解被減弱，PML核體重組和P53信號激活被減弱[8]。但是，ATRA和砷劑協(xié)同治療完全挽救了FLT3-ITD APLs的治療反應(yīng)，恢復(fù)了PML-RARα的降解、PML核體的重組、P53的激活和APL的根除，強(qiáng)調(diào)了PML核體在ATRA協(xié)同砷劑治療APL中的關(guān)鍵作用[8]。李娜等[9]進(jìn)行病例對照回顧性分析，納入101例初診的成年APL患者，證實(shí)FLT3-ITD陽性患者較陰性患者的誘導(dǎo)死亡率高、緩解率低，F(xiàn)LT3-ITD陽性患者應(yīng)用ATRA聯(lián)合ATO方案較ATRA聯(lián)合化療的復(fù)發(fā)率降低，更能改善患者預(yù)后。Harinder等[10]類似病例研究進(jìn)一步證實(shí)，APL首次完全緩解后口服ATO、ATRA和抗壞血酸維持治療中的FLT3-ITD水平與復(fù)發(fā)相關(guān)。

與多數(shù)學(xué)者認(rèn)為FLT3-ITD基因突變不利于APL患者預(yù)后的情形不同的是，有些國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為FLT3-ITD基因突變對APL患者的預(yù)后指標(biāo)并沒有明顯不利影響。Baba等[11]使用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）法檢測45例ATRA協(xié)同ATO治療的APL患者的FLT3-ITD突變情況，其中5例（11.1%）存在FLT3-ITD突變，發(fā)現(xiàn)FLT3-ITD突變的存在與APL患者疾病轉(zhuǎn)歸無關(guān)。國內(nèi)一項(xiàng)70例回顧性病例研究也顯示，F(xiàn)LT3-ITD突變對中、高危組總生存率（overall survival，OS）和無復(fù)發(fā)生存率（relapse-free survival，RFS）比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）[12]。

1.2 PML-RARα相關(guān)變化

大多數(shù)研究認(rèn)為PML-RARα某些亞型或基因突變會引起ATRA協(xié)同ATO方案治療APL患者預(yù)后不良或引起ATRA協(xié)同ATO方案耐藥。在ATRA協(xié)同ATO處理的APL細(xì)胞模型[用相同的綠色熒光蛋白（GFP）標(biāo)記]中，發(fā)現(xiàn)了一種對ATRA/ATO信號不敏感的PML-RARα調(diào)節(jié)失調(diào)基因irf8，可能參與APL患者發(fā)生ATRA/ATO耐藥的過程[13]。病例個案報(bào)道1例APL患者因ATRA聯(lián)合ATO治療發(fā)生耐藥導(dǎo)致治療失敗死亡，直接測序該患者后發(fā)現(xiàn)PML基因的A216V突變和RARα基因的R394W突變，這些突變影響PML/RARα等位基因，可能與ATRA聯(lián)合ATO治療APL耐藥性相關(guān)[14]。Baba等[11]研究顯示BCR-3轉(zhuǎn)錄物是導(dǎo)致ATRA協(xié)同ATO治療的APL患者預(yù)后較差的因素之一，這也與克什米爾地區(qū)APL患者經(jīng)常復(fù)發(fā)有關(guān)。僅有極少數(shù)研究觀點(diǎn)認(rèn)為CD34的表達(dá)和PML-RARα的亞型對APL患者OS和RFS無顯著影響[12]。

1.3 其他基因改變

少見的基因改變也參與了ATRA協(xié)同ATO方案對APL的治療中。異構(gòu)酶Pin1是致癌信號網(wǎng)絡(luò)的主要調(diào)節(jié)因子。ATRA通過靶向異構(gòu)酶Pin1抑制APL的研究證明，ATO以Pin1為靶點(diǎn)，與ATRA協(xié)同，能發(fā)揮強(qiáng)大的抗癌活性。ATO能抑制和降解Pin1，并通過與Pin1活性部位的非共價結(jié)合抑制其致癌功能。ATRA通過上調(diào)水通道蛋白-9增加細(xì)胞對ATO的攝取。在臨床安全劑量下，ATO和ATRA協(xié)同作用，能消融Pin1，以阻斷多種癌癥驅(qū)動途徑，并在細(xì)胞和動物模型中抑制APL始動細(xì)胞的生長，包括患者來源的原位異種移植，如Pin1基因敲除，綜合蛋白質(zhì)和microRNA分析證實(shí)了這一點(diǎn)。因此，ATO和ATRA協(xié)同靶向Pin1，為治療APL提供了有吸引力的方法[15]。為了解ATRA協(xié)同ATO治療APL的持久效果，Huynh等[16]研究顯示，ATRA協(xié)同ATO治療APL，能誘導(dǎo)NB4細(xì)胞中靶基因，如轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶2（TG2）和RA受體β的高表達(dá)，并在治療結(jié)束后可持續(xù)表達(dá)。ATRA協(xié)同ATO還可以誘導(dǎo)相似的組蛋白乙酰化富集，誘導(dǎo)了更大程度的目標(biāo)基因持續(xù)去甲基化。因此，ATRA協(xié)同ATO治療對靶基因的持續(xù)去甲基化與持續(xù)分化、基因表達(dá)的改變有關(guān)。Jambrovics等[17]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用NB4細(xì)胞，超氧化物的產(chǎn)生減少了2/3，分泌的炎癥生物標(biāo)志物顯著降低，并以TG2表達(dá)依賴的方式進(jìn)一步降低，可認(rèn)為TG2的非典型表達(dá)能導(dǎo)致炎癥的產(chǎn)生，并成為ATRA協(xié)同ATO預(yù)防分化綜合征的潛在靶點(diǎn)，從而證實(shí)通過抑制非典型表達(dá)的TG2，能進(jìn)一步增強(qiáng)ATRA協(xié)同ATO治療APL的效果。近年還發(fā)現(xiàn)伴有一種新型基因NPM1-RARG-NPM1嵌合融合的患者，會產(chǎn)生對ATRA協(xié)同ATO治療的抵抗作用[18]。

2 非基因的分子機(jī)制

近年來，關(guān)于RA協(xié)同砷劑治療APL患者的機(jī)制包括細(xì)胞遺傳學(xué)與分子生物學(xué)在內(nèi)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，除了主要集中于細(xì)胞核內(nèi)的基因以外，仍有一些其他細(xì)胞核外的非基因的分子標(biāo)志物陸續(xù)受到重視。有學(xué)者分析了血清半乳糖凝集素-3（Galectin-3）濃度與ATRA協(xié)同ATO治療的APL患者預(yù)后的關(guān)系[19]，多因素分析顯示，血清Galectin-3是以ATRA和ATO為基礎(chǔ)的一線治療的APL患者RFS的獨(dú)立不利因素;但研究者也指出，較高的Galetin-3水平與老年人（P < 0.001）、銀屑病病史（P = 0.036）、凝血障礙（P = 0.042）和CD34表達(dá)（P = 0.004）密切相關(guān)，因此，Galectin-3對ATRA聯(lián)合ATO治療的APL患者的臨床預(yù)后影響，仍待進(jìn)一步研究。近年國內(nèi)有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[20]，與非ATRA協(xié)同ATO用藥組比較，ATRA協(xié)同ATO可降低APL患者的血清白細(xì)胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）水平，降低APL患者的炎癥反應(yīng)，同時提高APL患者的生存率。細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器也參與RA協(xié)同砷劑對APL的治療，Masciarelli等[21]研究內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激誘導(dǎo)RA協(xié)同ATO藥物的敏感性，證實(shí)在ER應(yīng)激下，ATO能有效地誘導(dǎo)RA敏感和RA耐藥的APL細(xì)胞株凋亡。

3 聯(lián)合藥物的機(jī)制

依據(jù)APL患者新型的靶向分子標(biāo)志物，在ATRA聯(lián)合ATO方案中加入相應(yīng)的靶向分子藥物以增強(qiáng)療效，這成為近年來的重要探索方向。

3.1 CD33單抗藥物

APL作為AML的化療敏感亞型之一，國外已應(yīng)用CD33免疫類靶向藥物吉妥珠單抗/奧佐米星（Go）加入ATRA聯(lián)合ATO治療，以改善高危組APL患者的治療效果[22]。Abaza等[23]通過187例新診斷APL患者的前瞻性臨床試驗(yàn)證實(shí)了采用ATRA聯(lián)合ATO加入Go治療，能提高治療反應(yīng)性。

3.2 化療藥物

ATRA協(xié)同ATO聯(lián)合伊達(dá)比星被推薦為FMS相關(guān)酪氨酸激酶3內(nèi)串聯(lián)重復(fù)突變的APL患者的首選一線治療方法[17]，國內(nèi)學(xué)者也做了類似的研究[24]。

3.3 其他藥物

有學(xué)者研究了SFK抑制劑pp2與ATRA協(xié)同ATO應(yīng)用是否能增強(qiáng)APL細(xì)胞株NB4細(xì)胞的分化，以及維甲酸受體（RAR）靶基因產(chǎn)生的細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）表達(dá)的變化，結(jié)果顯示，SFK抑制劑能促進(jìn)APL細(xì)胞與ATRA和ATO的結(jié)合分化[25]。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的SFK抑制劑，如達(dá)沙替尼和博蘇替尼，可能有利于增強(qiáng)ATRA協(xié)同ATO對APL的治療效果[25]。Farzaneh等[26]研究旨在確定抗腫瘤藥物巖藻多糖與目前APL治療方法的協(xié)同作用，選擇NB4細(xì)胞，在體外用巖藻多糖加入ATO協(xié)同ATRA治療時，NB4細(xì)胞的G0/G1期增加，膜聯(lián)蛋白V/PI陽性凋亡細(xì)胞及DNA斷裂。這種增殖的減少和凋亡的增加伴隨著骨髓分化的增強(qiáng)、CD11b的表達(dá)增加，這些發(fā)現(xiàn)為使用巖藻多糖作為輔助治療劑治療APL提供了證據(jù)。

4 佐劑與載體

Patel等[27]研究一種新的非特異性DNA構(gòu)建佐劑pvax14，當(dāng)將其添加到ATO協(xié)同ATRA治療APL時，pvax14 DNA的附加治療可提高患者生存率，pvax14+ATO+ATRA處理的APL小鼠的存活率明顯高于安慰劑+ATO+ATRA處理的APL小鼠，而單獨(dú)用pvax14治療的APL小鼠在存活率方面沒有明顯優(yōu)勢。國內(nèi)學(xué)者將自組裝納米復(fù)合物用于砷-RA前體向APL細(xì)胞的共傳遞，為RA協(xié)同砷劑治療APL提供了新的途徑[28]。

5 小結(jié)

總之，在RA協(xié)同砷劑治療APL患者的時代，可以預(yù)計(jì)發(fā)現(xiàn)更多新的、基于臨床參數(shù)的分層系統(tǒng)與APL的療效及預(yù)后因素的細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的機(jī)制研究，同時涌現(xiàn)更多相應(yīng)的靶向新藥聯(lián)合RA協(xié)同砷劑的治療方案，讓更多的APL患者受益。

[參考文獻(xiàn)]

[1]? Abedin S，Altman JK. Acute promyelocytic leukemia：preventing early complications and late toxicities [J]. Hematology Am Soc Hematol Educ Program，2016，（1）：10-15.

[2]? McCulloch D，Brown C，Iland H. Retinoic acid and arsenic trioxide in the treatment of acute promyelocytic leukemia： current perspectives [J]. Onco Targets Ther，2017，10（3）：1585-1601.

[3]? Cicconi L，Lo-Coco F. Current management of newly diagnosed acute promyelocytic leukemia [J]. Ann Oncol，2016，27（8）：1474-1481.

[4]? O′Donnell MR，Tallman MS，Abboud CN，et al. Acute Myeloid Leukemia， Version 3.2017， NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology [J]. J Natl Compr Canc Netw，2017，15（7）：926-957.

[5]? 中華醫(yī)學(xué)會血液學(xué)分會，中國醫(yī)師協(xié)會血液科醫(yī)師分會.中國急性早幼粒細(xì)胞白血病診療指南（2018年版）[J].中華血液學(xué)雜志，2018，39（3）：179-183.

[6]? Shen Y，F(xiàn)u YK，Zhu YM，et al. Mutations of Epigenetic Modifier Genes as a Poor Prognostic Factor in Acute Promyelocytic Leukemia Under Treatment With All-Trans Retinoic Acid and Arsenic Trioxide [J]. EBioMedicine，2015，2（6）：563-571.

[7]? Wang LN，Tang YL，Zhang YC，et al. Arsenic trioxide and all-trans-retinoic acid selectively exert synergistic cytotoxicity against FLT3-ITD AML cells via co-inhibition of FLT3 signaling pathways [J]. Leuk Lymphoma，2017，58（10）：2426-2438.

[8]? Esnault C，Rahmé R，Rice KL，et al. FLT3-ITD impedes retinoic acid，but not arsenic，responses in murine acute promyelocytic leukemias [J]. Blood，2019，133（13）：1495-1506.

[9]? 李娜，竇春慧，管浩然，等.維甲酸聯(lián)合亞砷酸治療伴FLT3-ITD突變的APL患者的預(yù)后分析[J].臨床血液學(xué)雜志，2019，32（5）：687-692.

[10]? Harinder SG，Rita Y，Cyrus RK，et al. Oral Arsenic Trioxide，All-Trans Retinoic Acid，and Ascorbic Acid Maintenance After First Complete Remission in Acute Promyelocytic Leukemia：Long-term Results and Unique Prognostic Indicators [J]. Cancer，2020，10（5）：1002.

[11]? Baba SM，Shah ZA，Pandith AA，et al. Influence of bcr-3 PML-RARα transcript on outcome in Acute Promyelocytic Leukemia patients of Kashmir treated with all-trans retinoic acid and/or arsenic trioxide [J]. Cancer Genet，2019，231-232：14-21.

[12]? Tao S，Wang C，Chen Y，et al. Long-term effect of all-trans retinoic acid and arsenic trioxide sequential maintenance in patients with acute promyelocytic leukemia [J]. Leuk Lymphoma，2019，60（3）：711-719.

[13]? Liu X，Chen J，Yu S，et al. All-trans retinoic acid and arsenic trioxide fail to derepress the monocytic differentiation driver Irf8 in acute promyelocytic leukemia cells [J]. Cell Death Dis，2017，8（5）：e2782.

[14]? Zhang X，Pan J. Resistance to arsenic trioxide and retinoic acid therapy in acute promyelocytic leukemia [J]. Ann Hematol，2017，96（4）：707-708.

[15]? Kozono S，Lin YM，Seo HS，et al. Arsenic targets Pin1 and cooperates with retinoic acid to inhibit cancer-driving pathways and tumor-initiating cells [J]. Nat Commun，2018，9（1）：3069.

[16]? Huynh TT，Sultan M，Vidovic D，et al. Retinoic acid and arsenic trioxide induce lasting differentiation and demethylation of target genes in APL cells [J]. Sci Rep，2019，9（1）：9414.

[17]? Jambrovics K，Uray IP，Keillor JW，et al. Benefits of Combined All-Trans Retinoic Acid and Arsenic Trioxide Treatment of Acute Promyelocytic Leukemia Cells and Further Enhancement by Inhibition of Atypically Expressed Transglutaminase 2 [J]. Cancers：Basel，2020，12（3）：648.

[18]? Chen X，Wang F，Zhang Y，et al. A novel NPM1-RARG-NPM1 chimeric fusion in acute myeloid leukaemia resembling acute promyelocytic leukaemia but resistant to all-trans retinoic acid and arsenic trioxide [J]. Br J Cancer，2019，120（5）：1023-1025.

[19]? Gao N，Wang XX，Sun JR，et al. Clinical impact of galectin-3 in newly diagnosed t（15;17）（q22;q21）/PML-RARa acute promyelocytic leukemia treated with all-trans retinoic acid and arsenic trioxide-based regimens [J]. Ann Hematol，2017，96（5）：711-718.

[20]? Hu J，Sun Q，F(xiàn)ang W，et al. Effect of combination of all-trans retinoic acid and arsenic trioxide on apoptosis of acute promyelocytic leukemia cells [J]. Cell Mol Biol，2019， 65（4）：97-100.

[21]? Masciarelli S，Capuano E，Ottone T，et al. Retinoic Acid and Arsenic Trioxide Sensitize Acute Promyelocytic Leukemia Cells to ER Stress [J]. Leukemia，2018，32（2）：285-294.

[22]? Burnett AK，Russell NH，Hills RK，et al. Arsenic trioxide and all-trans retinoic acid treatment for acute promyelocytic leukaemia in all risk groups （AML17）：results of a randomised，controlled，phase 3 trial [J]. Lancet Oncol，2015，16（13）：1295-1305.