整合素在急性髓系白血病中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

陸瑜鈺 莊?；?陳瑤 陸瀅

急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）是一種具有高度異質(zhì)性的血液系統(tǒng)惡性腫瘤，以大量原始細(xì)胞異常增殖及骨髓浸潤為特征[1]，是成人最常見的急性白血病類型[2-3]。盡管“3+7”方案（3 d柔紅霉素、7 d阿糖胞苷）的傳統(tǒng)化療一直是國際上AML的標(biāo)準(zhǔn)誘導(dǎo)治療方案[4]，但總體預(yù)后不理想，化療緩解率僅45%～62%，復(fù)發(fā)率達(dá)30%～40%[2，4-6]。目前針對AML致病性突變和凋亡相關(guān)蛋白等新藥物的出現(xiàn)正迅速改變著AML的治療模式[7]，比如維奈托克就是近年來的一種B細(xì)胞淋巴瘤（b-cell lymphoma，BCL）-2蛋白的選擇性小分子抑制劑，已在AML患者中顯示出一定的療效[8]。而近期的研究發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞與骨髓微環(huán)境之間通過細(xì)胞表面分子（如整合素αvβ3和αvβ5）的相互作用可能減弱患者對藥物的反應(yīng)并促進(jìn)AML進(jìn)展，因此整合素αvβ3也可能是治療AML的另一個有希望的靶點(diǎn)[8]。本文就近年來整合素在AML中的作用及機(jī)制研究新進(jìn)展作一綜述。

1 整合素在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及抗腫瘤作用

整合素是一類普遍存在于哺乳動物細(xì)胞上的異二聚體跨膜糖蛋白受體，主要作為信號蛋白發(fā)揮作用。整合素通過激活調(diào)控腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移所必需的各種細(xì)胞功能的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用[9-11]。研究發(fā)現(xiàn)在一些類型腫瘤中，特定整合素的表達(dá)與疾病進(jìn)展及患者不良預(yù)后相關(guān)，比如，宮頸癌中的αvβ6、淋巴結(jié)陰性非小細(xì)胞肺癌中的整合素α5以及胃癌中整合素β6的過表達(dá)，都與患者的不良預(yù)后相關(guān)[12-13]。

目前研究發(fā)現(xiàn)整合素相關(guān)抑制劑可以通過阻斷腫瘤微環(huán)境與腫瘤細(xì)胞之間的關(guān)鍵信號來抑制腫瘤進(jìn)展，比如：（1）新型化合物BG-P-TAT是一種雙重靶向抑制劑（去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和甲狀腺整合素ανβ3受體），以劑量依賴性方式抑制了神經(jīng)母細(xì)胞瘤的生長、存活和進(jìn)展，已經(jīng)成為了治療神經(jīng)母細(xì)胞瘤和其他神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的候選藥物[14]。（2）GNR-Man/PRGD是一種具有雙受體（甘露糖和ανβ3整合素受體）靶向功能的超分子組裝物，可以誘導(dǎo)乳腺腫瘤的完全消融[15]。（3）阿比妥珠單抗是一種靶向整合素αν的人源化單克隆抗體，通過抑制細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)相互作用、細(xì)胞侵襲以及細(xì)胞信號的傳導(dǎo)等多種機(jī)制來抑制前列腺癌的轉(zhuǎn)移[16]。上述研究結(jié)果均說明，整合素與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)，整合素相關(guān)抑制劑有潛力成為多種腫瘤的新一代的靶向藥物。

2 整合素在AML發(fā)生、發(fā)展中的作用

盡管在實體瘤的臨床前研究中已顯示出整合素抑制劑有明顯的抗腫瘤作用，但在AML中的作用及機(jī)制尚不明確。研究表明原代AML細(xì)胞表達(dá)多種整合素，其中β3整合素鏈的功能最復(fù)雜，在AML的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[17]。Shah等[18]在原代小鼠AML模型實驗中發(fā)現(xiàn)，MLL1融合蛋白通過胚胎發(fā)育的主要調(diào)控因子HoxA9和HoxA10促進(jìn)整合素β3基因的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)從而激活脾酪氨酸激酶，參與AML的發(fā)生。另外，對整合素β3基因敲除小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，整合素β3基因缺失可減少AML細(xì)胞歸巢并誘導(dǎo)髓系分化，且不影響正常的造血功能，這說明了靶向整合素β3具有治療AML的潛力[19]。

整合素α4β1（very late antigen-4，VLA-4）與AML發(fā)展密切相關(guān)，它是骨髓祖細(xì)胞黏附的重要因子[20]，在調(diào)節(jié)造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的運(yùn)輸、自我更新、增殖和分化中起著重要作用[21]。由于骨髓微環(huán)境中白血病細(xì)胞黏附特性的強(qiáng)弱決定了AML的器官浸潤程度和白血病細(xì)胞增生程度，使得VLA-4在AML的發(fā)展中也起到了決定性作用。Gutjahr等[20]發(fā)現(xiàn)，白血病細(xì)胞表達(dá)的VLA-4與基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的VCAM-1（VLA-4配體）相互作用，使AML細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞緊密結(jié)合，從而導(dǎo)致AML細(xì)胞在骨髓微環(huán)境中的滯留。VLA-4/VCAM-1相互作用促進(jìn)蛋白激酶B、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、NF-κB和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白等信號的激活，減少AML細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)AML的進(jìn)展[20]。Kobayashi等[22]研究發(fā)現(xiàn)整合素α7在AML伴粒細(xì)胞肉瘤的患者中高度表達(dá)，其配體（層黏蛋白211）通過細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶（extracellular-regulated kinase，ERK）信號刺激白血病細(xì)胞增殖，而這種增殖作用在整合素α7或ERK被抑制后消失。這證明了整合素α7和細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互作用與AML細(xì)胞增殖及髓外疾病發(fā)展的相關(guān)性。

3 整合素對AML的預(yù)后意義

整合素不僅與AML的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，其表達(dá)水平對AML的預(yù)后也具有重要意義。如整合素α2和整合素β2的表達(dá)水平就與AML的不良預(yù)后相關(guān)。Lian等[23]研究發(fā)現(xiàn)AML患者整合素α2高表達(dá)組的完全緩解率明顯低于整合素α2低表達(dá)組，同時，整合素α2高表達(dá)組的總生存期也明顯短于整合素α2低表達(dá)組；進(jìn)一步多因素分析發(fā)現(xiàn)，整合素α2的過度表達(dá)是AML預(yù)后的一個獨(dú)立危險因素。Wei等[24]對整合素β2表達(dá)水平與免疫細(xì)胞浸潤程度相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果表明整合素β2的表達(dá)量與AML患者靜息期肥大細(xì)胞的浸潤程度呈負(fù)相關(guān)，而靜息期肥大細(xì)胞浸潤程度升高提示了AML患者的良好預(yù)后。整合素β2表達(dá)越高，肥大細(xì)胞浸潤程度越低，患者預(yù)后越差。此外，基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)動態(tài)分析的結(jié)果也表明，整合素β2的過度表達(dá)也提示AML患者預(yù)后不佳。

由于AML患者的高度異質(zhì)性，需結(jié)合多種危險因素才能建立可靠的預(yù)后評估模型。而相關(guān)整合素的表達(dá)水平則可能為AML的預(yù)后判斷提供依據(jù)。FMS樣酪氨酸激酶3（FMS-like tyroine kinase3，F(xiàn)LT3）是一種參與造血細(xì)胞增殖、分化和存活等關(guān)鍵步驟的原癌基因。FLT3突變最常見的形式是內(nèi)部串聯(lián)重復(fù)（internal tandem duplication，ITD），是成人AML的常見突變，與預(yù)后不良、白細(xì)胞增多、原始細(xì)胞計數(shù)高、復(fù)發(fā)風(fēng)險增加和總生存期縮短密切相關(guān)[25]。Yi等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞遺傳學(xué)正常的FLT3-ITD突變患者中，整合素β3的表達(dá)水平與AML患者的危險分層和預(yù)后相關(guān)，整合素β3的表達(dá)水平越高，危險分層越高，預(yù)后越差。核仁磷酸蛋白（nucleophosmin1，NPM1）是一種多功能蛋白，在細(xì)胞內(nèi)具有增殖和生長抑制作用[27]。Kuzelova等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在NPM1突變的AML患者中，整合素αVβ3的表達(dá)水平越高，預(yù)后越差。并且這種相關(guān)性在NPM1合并FLT3-ITD突變的這類患者中更加明顯。這提示了較高的αVβ3表達(dá)水平與不良預(yù)后相關(guān)。

4 整合素在AML耐藥性及靶向治療中的作用

整合素不僅與AML發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后相關(guān)，與AML化療耐藥的發(fā)生、發(fā)展也密切相關(guān)，并且可能作為AML新的治療靶點(diǎn)?；熌退幮允茿ML治療失敗和總體生存率低的主要原因。目前在包括AML的多種白血病亞群中證實，白血病細(xì)胞的耐藥與它和骨髓微環(huán)境之間的相互作用有關(guān)，這種現(xiàn)象被稱為細(xì)胞黏附介導(dǎo)的耐藥（CAM-DR）。整合素是細(xì)胞重要黏附分子之一，可與細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白及可溶性因子結(jié)合，其表達(dá)與白血病細(xì)胞耐藥增加有關(guān)。研究證實整合素抑制劑可以增加白血病細(xì)胞的化療敏感性，這為它作為有效靶點(diǎn)在白血病中消除CAM-DR的進(jìn)一步研究提供了支持[29]。Yi等[26]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)AML細(xì)胞株MV4-11與骨髓基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)時，索拉非尼誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡率顯著降低；而在阻斷αvβ3后，MV4-11細(xì)胞凋亡率升高。這就進(jìn)一步說明白血病細(xì)胞的索拉非尼耐藥與整合素介導(dǎo)的細(xì)胞黏附耐藥有關(guān)。易海[30]還發(fā)現(xiàn)整合素αvβ3阻斷性抗體能協(xié)同索拉非尼來降低MV4-11細(xì)胞BCL-2表達(dá)以及增加BCL-2相關(guān)蛋白（bcl-2-associated x protein，BAX）的表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。這說明了微環(huán)境的改變及整合素的抑制可以增強(qiáng)索拉非尼的抗白血病作用。

另外，Wei等[24]通過對整合素β2相關(guān)的藥物敏感性分析發(fā)現(xiàn)，整合素β2的上調(diào)與阿糖胞苷、依托泊苷、米哚妥林和伏立諾他的敏感性以及順鉑、硼替佐米、達(dá)沙替尼和拉帕替尼的耐藥性相關(guān)。這表明整合素β2與化療和靶向治療的顯著相關(guān)性以及作為藥物敏感性生物標(biāo)志物來指導(dǎo)臨床用藥的潛力。Floren等[31]研究發(fā)現(xiàn)CD82與AML的化療耐藥有關(guān)。化療刺激會使CD82過度表達(dá)，進(jìn)而激活蛋白激酶Cα（protein kinase C alpha，PKCα）和整合素 β1信號下游的 p38 MAPK，促使AML細(xì)胞凋亡減少，導(dǎo)致AML細(xì)胞化療耐藥性的產(chǎn)生。這表明CD82-PKCα-整合素β1信號軸可能是AML化療耐藥的潛在治療靶點(diǎn)。

新型納米藥物P-bi-TAT（αvβ3抑制劑）通過濃度依賴的方式抑制人白血病細(xì)胞中NF-κB通路的活性，在兩種人類AML模型中表現(xiàn)出顯著的抗腫瘤活性。這為αvβ3抑制劑在AML中的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)[32]。

5 小結(jié)

綜上所述，整合素在AML的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要作用，整合素α2、整合素β2及整合素β3等高表達(dá)往往與AML患者的不良預(yù)后相關(guān)。而整合素αvβ3、整合素β2等的上調(diào)也與化療耐藥性相關(guān)。目前研發(fā)出的多種整合素抑制劑已在AML的臨床前試驗中取得了較好的療效，顯現(xiàn)出了一定的臨床應(yīng)用前景。然而，由于整合素作用機(jī)制的復(fù)雜性，整合素抑制劑在AML中的使用劑量、具體療效、有效的聯(lián)合治療方案、用藥安全性等方面仍需進(jìn)一步研究和探索。