摘要
急性髓系白血病的高复发率及药物的耐药性是导致患者病死的主要原因。白血病干细胞被认为是急性髓系白血病发生及复发的起源,是急性髓系白血病治疗产生耐药性的重要原因。靶向白血病干细胞有望成为提高急性髓系白血病治愈率和降低复发率的主要治疗策略。近几年国内外对靶向白血病干细胞的研究较多。该文从白血病干细胞的来源、生物学特性、生存微环境、相关免疫表型、相关信号通路、靶向治疗策略等方面进行综述,并重点阐述治疗策略,以期为急性髓系白血病的治疗提供新的思路。
急性髓系白血病(acute myeloid leukemia, AML)是成人最常见、最致命的一种急性白血病,原始造血干细胞/下游祖细胞的异常克隆增殖是其发生发展的重要机
探究白血病干细胞的来源,对于开展白血病干细胞的靶向治疗十分重要。然而众多研究表明,白血病干细胞的来源并不具有明确的指向性。有研究表明白血病干细胞可能来源于正常的造血干细
总的来说,白血病干细胞的来源尚不明晰,但后续的研究可将这些可能的来源为切入点,以此找到靶向白血病干细胞的突破口。
自我更新是所有干细胞的基本特征,也是白血病干细胞的最显著特征之一。白血病干细胞的生物学特性与造血干细胞有许多相似处。造血干细胞以其增殖和自我更新的能力而出名,负责维持造血系统并驻留在骨髓
人体正常细胞内的促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白间复杂的相互作用受到严格的调控,两者的相对平衡决定了细胞遗传及对应激的反应。白血病复发率高的一个重要原因是抗凋亡蛋白(如BCL-2、BCL-xL等)的表达上调,使细胞凋亡受阻,从而促使了治疗过程中白血病干细胞的存活。核因子κB(nuclear factor kappa-B, NF-κB)是一种核转录因子,通过诱导其靶基因的表达可以调节肿瘤的生长状态。慢性粒细胞白血病(chronic myelogenous leukemia, CML)中的BCR-ABL融合基因作为抗凋亡基因可激活多种信号,如PI3K/Akt、JAK/STAT、RAS及NF-κB信号通路。抗凋亡蛋白髓系细胞白血病1(myeloid cell leukemia 1, MCL1)的表达也被证明与NF-κB的激活有
骨髓微环境通过分泌各种生长因子及与造血干细胞和祖细胞的物理相互作用来支持正常造
AML白血病干细胞基因谱,即白血病干细胞特异性表达的基因,常用于疾病危险分层和评估预
CD123是白细胞介素-3(Interleukin-3, IL-3)受体α亚基,在白血病干细胞中高表达。CD123在正常造血干细胞中未被发现,因此,其可能为鉴定白血病提供了独特的标记,是识别和靶向白血病干细胞的重要标志
CD96是免疫球蛋白超家族成员,是一种新的免疫检查点受体靶点,在抗肿瘤免疫应答中发挥关键作
CD47(也称为整合素相关蛋白)是一种跨膜蛋白,在不同的细胞表面广泛表达,在白血病干细胞中高表达,其主要功能是发挥抗吞噬作用。CD47在白血病干细胞的高表达使白血病干细胞能够逃避吞噬和消除。2009年MAJETI
GPR56是一种黏附分子,能通过与Ⅲ型胶原结合与骨髓生态位相互作
N-cadherin是钙黏蛋白超家族的经典钙黏蛋白。Tie2是一种受体酪氨酸激酶,主要在小鼠、大鼠和人的血管内皮细胞上表达,在原始血管系统的重建和稳定中发挥重要作用,在肿瘤部位的新生血管内皮细胞中显著上
机体内有多条调控白血病干细胞的信号通路,不同的信号通路调控方向不同。目前已发现与白血病干细胞有关的信号通路有JAK/STAT信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、PI3K/Akt信号通路、NF-κB信号通路、Hedgehog及RAS等信号通路。其中Wnt、Hedgehog或NF-κB通路已被证明是参与白血病干细胞自我更新和分化的主要信号通路。
Wnt/β-catenin通路是一种进化保守的信号转导级联,在人类正常发育和疾病中发挥重要作用。Wnt信号通路有4类,其中Wnt/β-catenin是经典的参与基因转录调节、激活核内靶基因表达的通路,该通路在许多癌症中都存在过度激活的现象,在白血病干细胞中主要参与干细胞的自我更新及增殖。β-catenin是Wnt信号转导的中枢效应器及关键分子,对白血病干细胞自我更新、肿瘤发生、发展、复发和耐药性至关重
Hedgehog信号通路在促进胚胎发生、维持成体干细胞、调节细胞增殖和分化的过程中起重要作用。除了在正常胚胎发育和成人组织稳态中发挥重要作用外,Hedgehog信号通路的异常还影响白血病相关细胞的存活。Hedgehog信号通路通常有两种途径激活,这里主要阐述典型通路。典型通路有3种配体——Indian Hedgehog(IHH)、Desert Hedgehog(DHH)和Sonic Hedgehog(SHH),两种受体——Smoothened(SMO)和Ptched(PTCH)。当配体不存在时,PTCH抑制SMO发挥作用,当配体存在时,配体与PTCH结合解除对SMO的抑制,SMO被磷酸化后激活胶质瘤锌指转录因子(glioma-associated oncogene homolog, GLI)。被激活的GLI在细胞核中与靶DNA结合,表达特定基因,负责细胞周期的诱导、抗凋亡和细胞分化。SMO作为Hedgehog信号通路中重要的连接点,受到抑制或减少时可减少白血病干细胞的数量并降低白血病干细胞的自我更新能力,因此,靶向SMO治疗使其表达下降可在一定程度上提高白血病的治愈率。
理想中抗白血病干细胞的治疗靶点,应选择在白血病干细胞上大量表达,而在造血干细胞上不表达,从而达到疗效最大化、脱靶效应最小化的结果。然而,这种靶点目前尚未发现,但仍可以从现有的研究中去寻找方法,如通过改变白血病干细胞居住的骨髓微环境、下调白血病干细胞表面的相关免疫表型的表达,以及调控白血病干细胞中的一些异常信号通路,从而达到靶向清除白血病干细胞的目的。近些年已完成或目前正在进行的靶向白血病干细胞治疗AML的部分临床试验见
研究名称 | 治疗靶点 | 条件 | 阶段 | 结局 | NCD编号 |
---|---|---|---|---|---|
MDS和AML患者中单药JNJ-56022473未能通过基于低甲基化剂的治疗(SAMBA) | CD123 |
MDS AML | Ⅱ | 提前终止(无法确定有效性) | NCT02992860 |
地西他滨加Talacotuzumab与地西他滨单独用于不适合强化疗的AML参与者的疗效和安全性研究 | CD123 | AML | Ⅱ/Ⅲ | 提前终止(联合疗法未得到改善) | NCT02472145 |
IMGN632作为单药治疗或与维奈托克或阿扎胞苷用于CD123阳性AML患者 | CD123 | AML | Ⅰ/Ⅱ | 正在研究中,未发布结果 | NCT04086264 |
IMGN632治疗R/R白血病儿童的研究 | CD123 | 儿童白血病 | Ⅰ/Ⅱ | 正在研究中,未发布结果 | NCT05320380 |
Magrolimab或Magrolimab与AZA联合治疗血液系统恶性肿瘤的研究 | CD47 |
AML R/R AML | Ⅰ | 研究进行中(客观缓解率:69%,完全缓解率:50%) | NCT03248479 |
抗TAC治疗白血病 | CD25 |
T细胞白血病 HTLV-1感染 | Ⅰ/Ⅱ |
已停止(前期显示使用Daclizumab后患者的中位无进展生存期(12周)和总体生存期(132.6周)较原始生存期长,后期因Daclizumab 停产后研究关闭) | NCT00001941 |
CD123靶向CAR-T治疗R/R AML的安全性和有效性 | CD123 |
AML AL | Ⅰ/Ⅱ | 正在研究中,未发布结果 | NCT04272125 |
针对AML CD33的自然杀伤细胞疗法 | CD33 | 成人AML | Ⅰ | 正在研究中,未发布结果 | NCT05665075 |
CD38嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)在R/R AML中的应用 | CD38 | R/R AML | Ⅰ/Ⅱ | 正在研究中,未发布结果 | NCT04351022 |
低剂量阿霉素(DXR)治疗R/R 急性白血病的研究 | Wnt/β-catenin |
ALL AML | Ⅰ | 与单纯化疗组相比,化疗+低剂量DXR治疗的小鼠的中位生存期从44.5 d延长到104.5 d | NCT02914977 |
胆碱-三水杨酸镁(CMT)联合化疗治疗急性髓系白血病患者 | NF-κB | AML | Ⅱ | 2016年已结束研究,在接受CMT治疗的患者中12个NF-κB靶基因的基因表达变化显著不同 | NCT02144675 |
利巴韦林和Hedgehog抑制剂联合或不联合地西他滨治疗AML | Hedgehog | AML | Ⅱ | 2022.12.22完成,暂未发布研究结果数据 | NCT02073838 |
一项评估PF-04449913(Glasdegib)联合化疗对AML或MDS患者的研究 | Hedgehog | AML | Ⅱ | 2020年已完成,联合用药的中位生存期为8.8个月,单药化疗的为4.9个月;完全缓解率分别为17.0%和2.3%。 | NCT01546038 |
Glasdegib加强化/非强化化疗治疗初诊AML患者的研究 | Hedgehog | AML | Ⅲ | 2019年完成:Glasdegib加强化化疗的总生存期为17.3个月,对照组为10.3个月 | NCT03416179 |
注 : 数据来源于ClinicalTrial.gov。
越来越多的证据表明,白血病干细胞与骨髓微环境间的相互作用在白血病干细胞的生存和耐药性中起着关键作用。C-X-C基序趋化因子受体4(C-X-C chemokine receptor 4, CXCR4)及C-X-C基序趋化因子配体12(C-X-C chemokine ligand 12, CXCL12)的相互作用是介导造血干细胞迁移和归巢的重要中介,激活CXCL12/CXCR4信号轴可以影响下游的信号通路,从而影响造血干细胞的存活和静息状
白血病干细胞通常可以通过CD3
CD123在正常造血细胞中低表达甚至不表达,并且已被鉴定为AML患者来源白血病干细胞上的独特标志物,因此被认为是免疫治疗的合适靶点之一。目前靶向CD123分子的药物主要包括Tagraxofusp、塔妥珠单抗(Talacotuzumab)和IMGN632。Tagraxofusp是一种融合毒素,由一部分融合到人白细胞介素-3的白喉毒素组成,由于其对AML细胞具有强大的细胞毒性,因此被支持用于治疗AM
大量的数据表明,抗CD47抗体使巨噬细胞能够吞噬白血病干细胞,同时在体外保留正常造血干细胞,消除白血病干细胞的抗CD47疗法可能可以延长白血病患者的临床缓解期。迄今为止,已有3种CD47靶向剂在AML中进行了临床评估。其中包括莫洛利单抗(Magrolimab)、TTI-621和CC-90002。Magrolimab和CC-90002是IgG4抗CD47抗体,而TTI-621是一种新型IgG1 SIRPα-Fc融合蛋白。然而目前研究仅有Magrolimab在AML患者中的临床治疗数据,尚缺乏TTI-621或CC-90002的临床数据。在SALLMAN
达格列珠单抗(Daclizumab)是一种人源化的抗CD25单克隆抗体。BERKOWITZ
虽然目前针对白血病干细胞表型的单抗在一些实验研究及临床中已经取得初步成效,但不能忽略白血病干细胞在不同患者上表现出的多样性和在同一患者上表现出的差异性。这些往往是导致白血病复发的重要原因,给临床治疗带来了难题,所以在患者初治前应准确鉴定白血病干细胞免疫表型,治疗过程中须定期监测表型表达的变化,及时调整治疗方案以增加治疗的有效性,降低疾病的复发率。
与白血病干细胞有关的信号通路,在不同程度上调控白血病干细胞的自我更新、增殖分化及凋亡,靶向抑制这些信号通路,理论上将达到消除白血病干细胞治疗白血病的目的。
吲哚美辛是一种可逆的环氧化酶抑制剂,通过抑制β-catenin表达来阻断Wnt通路的激活。在WANG
格拉吉布(Glasdegib)是一种选择性的SMO小分子抑制剂,在人源性组织异种移植小鼠模型中,其在体外和体内均显示出对AML细胞的有效
小白菊内酯(Parthenolide, PTL)是一种NF-κB激酶激活抑制剂,可以抑制白血病干细胞增殖并使细胞停滞于G2期从而发挥其药效。PTL是第一种针对白血病干细胞的有效天然药物,这意味着其可优先杀死白血病干/祖细胞,但对非癌细胞没有影
通过这些抑制剂来调控AML中表达异常的信号通路,可以达到靶向清除白血病干细胞的目的,从而改善AML的预后。所以,靶向抑制信号通路仍然可以作为未来继续研究的一个方向。
AML是一种恶性的血液系统肿瘤,居高不下的复发率一直是临床上亟须解决的难题。白血病干细胞作为一类经典的肿瘤干细胞,在AML发生、发展和复发中都起到了重要作用。尽管白血病干细胞的来源尚未明确,但从造血干细胞突变时会产生白血病前干细胞并连续积累演变为白血病干细胞的角度来说,抑制造血干细胞的突变从而减少白血病干细胞的数量可以作为后续研究的一个方向。白血病干细胞所处的骨髓微环境是通过相关信号通路来调控白血病干细胞的,骨髓微环境及这些调控通路也是靶向治疗白血病干细胞的潜在有效靶点。关于免疫表型,应致力于寻找在白血病干细胞上表达但造血干细胞中不表达的免疫表型作为治疗靶点,以不破坏造血干细胞功能为前提清除白血病干细胞。在调控白血病干细胞的信号通路方面,可以使用信号通路抑制剂,阻断白血病干细胞生成或发挥功能。
AML现有的高复发率不仅给患者带来了极大痛苦,也加重了家庭的负担,故对白血病干细胞的靶向治疗是非常有必要的。靶向清除白血病干细胞可以从根本上降低高复发率,提高白血病患者的生存率、缓解率和治愈率。在靶向清除白血病干细胞治疗白血病及预防白血病复发的药物选择上,如何只清除白血病干细胞而不损伤正常的造血干细胞功能,如何使药物的副作用最小,如何最大程度提高完全缓解率,应该作为未来研究的重点方向。
参 考 文 献
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