靶向干扰慢性粒细胞白血病干细胞信号通路的研究进展

张小燕，张 娟，史晋叔，万 倩，房丽君，李 剑

(南昌大学1.第二附属医院 血液重点实验室;2.研究生院 医学部 血液科，江西 南昌330006)

慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukaemia，CML)是起源于造血干细胞的恶性疾病。酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors，TKIs)治疗CML取得了显著疗效。然而，约15%～25%的CML 慢性期患者对TKIs 耐药，在加速期和急变期，耐药比例更高[1]。

白血病干细胞(leukaemia stem cells，LSCs)是CML 耐药和复发的主要根源。LSCs 具有自身独特的生物学性质，如膜表面特异性抗原，特异的自我更新信号通路等[2-4]。如何针对其生物学特性研制出靶向LSCs的药物，已经成为近年来的热点。本文主要综述靶向干扰CML-LSCs 信号通路的研究进展。

1 WNT/β-catenin通路

WNT/β-catenin通路在CML-LSCs的“干性”维持中具有重要作用[5]。通过微阵列分析CML 小鼠BCR-ABL+LSCs 和正常造血干细胞(hematopietic stem cells，HSCs)的基因表达图谱发现，BCR-ABL+LSCs β-catenin表达上调，是正常HSCs的2.5倍;实时定量PCR 也证实LSCs的β-catenin表达明显上调。用共表达Cre 和BCR-ABL的反转录病毒转染野生型和β-catenin条件敲除小鼠，从β-catenin条件敲除小鼠分离得到的LSCs 不能在二次移植受鼠形成CML。在CML 急变中，也存在β-catenin的异常激活[6]。

然而，β-catenin 在正常HSCs的存活中不是必须的，因此β-catenin 可能成为清除CML-LSCs的靶点。但是，目前没有直接拮抗β-catenin的药物，只有一些小分子WNT通路抑制剂，如AV65、吲哚美辛等[7]，可以减少β-catenin表达并诱导CML细胞凋亡。

CML-LSCs 存在GSK-3β的Y216磷酸化激活，且磷酸化的GSK-3β 可从胞质向胞核穿梭[8]。GSK-3βpY216特异性抑制剂SB216763 与伊马替尼(IM)联合使用，可以诱导CML-LSCs 凋亡，但对BCR-ABL-细胞无作用。另一种GSK-3β ATP 竞争性抑制剂TDZD-8 也能诱导CML-LSCs 细胞凋亡却不影响HSCs。

LSCs 中还存在丝氨酸/苏氨酸激酶(MNK)-真核翻译起始因子4E(eIF4E)轴的过度表达[9]。eIF4E 丝氨酸的磷酸化和过度表达可以促进β-catenin的合成，引起LSCs 自我更新异常。但是，在正常HSCs 中，eIF4E的磷酸化与β-catenin的激活之间没有明显联系，缺失MNK1/2的白血病小鼠可以恢复正常的造血。使用一种MNK的小分子抑制剂CGP57380，在体内和体外可以抑制eIF4E的磷酸化和β-catenin的激活，破坏LSCs 在NOD/SCID 小鼠体内连续植入能力。

2 JAK/STAT通路

JAK/STAT通路的持续激活已成为不同类型白血病的共同特征[10]。

AHI-1 原癌基因在CD34+细胞过度表达，其编码的接头蛋白AHI-1，参与BCR-ABL1 和JAK2 之间的相互作用，形成AHI-1/ BCR-ABL/ JAK-2 复合物[11]，促进CML-LSCs增殖并诱导白血病。而用RNAi 抑制AHI-1的过表达则可以减弱它们在体外的自主生长。AHI-1 这种调节生长的作用与BCRABL 持续的磷酸化和JAK2/STAT5的活化有关。Ruxolitinib是一种选择性JAK1/JAK2 激酶抑制剂，可通过阻断JAK/STAT 信号传导而发挥作用。针对携带残留病灶的CML患者，Ruxolitinib 与TKIs 联合使用的Ⅰ期临床实验正在进行。

转录因子STAT5是JAK2 主要的下游分子，抑制STAT5是否能够有效地作用CML-LSCs 还存在争议[12-13]。

3 PI3K/AKT通路

PI3K/AKT通路的许多下游分子参与了BCRABL1 诱导的白血病。然而，这条通路对CML-LSCs的调节作用还知之甚少。转录因子FOXO3a是AKT的重要的下游效应分子，没有磷酸化的FOXO3a 可诱导多种促进细胞周期阻滞和细胞凋亡基因的转录。研究发现，在白血病起始细胞(leukaemia-initiating cells，LICs)中，AKT 磷酸化水平较低，FOXO3a定位细胞系，保持激活状态，而在CML 非LICs 细胞中，BCR-ABL 激活PI3K/AKT通路，引起FOXO3a逸出细胞系，滞留在胞浆中，抑制其转录活性，这种矛盾可能有助于解释CML-LSCs与非CML-LSCs 对TKIs 敏感性的差异。TGF-β是LICs 中AKT 活性和FOXO3a 核定位的重要调节剂，可以解除AKT 对FOXO3a的抑制。因此TGF-β/FOXO 信号对LICs的维持具有重要的作用[14]。联合运用TGF-β 抑制剂Ly364947 和IM 可明显降低LICs的克隆形成能力。

在CML-LSCs 自我更新的信号通路中，亮氨酸拉链转录阻遏蛋白BCL6是FOXO3a的下游分子。用一种与BCL6 辅阻遏物结合的拟肽类抑制剂RIBPI，靶向BCL6，可以抑制BCR-ABL1 诱导的小鼠白血病，并能在体外清除CD34+CD38-CML 祖细胞。

4 Hedgehog 信号通路

Hedgehog(HH)通路在CML-LSCs的存活和增殖中也具有重要作用[15]。在CML 慢性期和急变期的LSCs 中，SMO、GLI1 和PTCH1 基因表达显著增加。条件缺失SMO，可以抑制BCR-ABL+野生型和突变型CML-LSCs的生长，减少LSCs的数量，并且明显减缓BCR-ABL1 诱导的CML的进程。而激活SMO 则可促进LSCs增殖，增加LSCs的数量，加快CML 疾病的进展。在小鼠模型中，SMO 缺失可以减弱BCR-ABL1 诱导的CML 样白血病和降低疾病的二次移植效率。SMO 抑制剂环靶明在体外可以抑制CML-LSCs的克隆形成。当用环靶明治疗白血病小鼠时，CML-LSCs的数量明显减少，并且显著延长小鼠的生存期，减少二次移植发病率。环靶明的这种疗效在CML 形成的早期阶段使用时最明显。

运用HH 通路抑制剂LDE225 联合尼罗替尼治疗CML 慢性期SCLtTA/BCR-ABL 转基因小鼠[16]，结果显示，联合用药组的转基因小鼠体内的LSCs 数量明显比单独用药组或不用药组减少，且小鼠生存期明显延长。LDE225 联合尼罗替尼治疗复发或难治性CML 已经进入Ⅰb期临床试验。另一个SMO拮抗剂PF-04449913 临床应用的初步结果显示，对晚期CML 和其他髓系肿瘤具有显著抑制作用。

5 ALOX5 通路

ALOX5 编码花生四烯酸5-脂氧合酶(5-LO)，该酶是白三烯和脂氧素生成旁路的催化酶，催化产生的白三烯B4 能够调节一些生理和病理过程。

BCR-ABL 能够特异性的上调ALOX5的表达[17]，ALOX5 在BCR-ABL 诱发CML的过程中是必须的。当受鼠接受ALOX5+/+CML-LSCs 移植时，形成CML 样白血病死亡，而当受鼠接受ALOX5－/－CML LSCs 移植时，不能诱导形成CML 样白血病，这表明ALOX5 缺失后损伤了LSCs的增殖分化功能。用5-LO的小分子抑制剂Zileuton 治疗BCR-ABL1 诱导的CML时，可以阻断LSCs的分化，联合IM 使用比单独用药具有更好的治疗效果，能够更有效的延长BCR-ABL1 诱导的CML 样病小鼠的存活。美国FDA 已经批准对CML 慢性期患者进行IM 联合Zileuton 治疗的I / II期研究。

但是BCR-ABL是如何激活ALOX5，ALOX5 通路中还存在哪些信号分子，该通路与其他的信号通路之间有什么联系等还有待进一步的研究。

6 自噬信号通路

在CML 中，自噬也可能是白血病细胞存活和耐药的机制之一[18]。

IM 以剂量依赖的方式诱发BCR-ABL+CML 白血病细胞发生自噬，抑制自噬可以增强IM 诱导的细胞死亡，并且杀伤CML-LSCs。BCR-ABL 可以通过PI3K/AKT/ FOXO4 信号通路上调ATF5的表达[19]，后者激活mTOR 而负调控自噬。使用抑制自噬的药物氯喹和RNA干扰敲除ATG7 可以增强IM的细胞毒性作用，几乎完全清除CML-LSCs。目前，氯喹和IM 联合使用治疗CML 残留病灶已进入Ⅱ期临床试验。另一个自噬抑制剂克拉霉素，也显示出抑制CML细胞晚期自噬的作用。

7 总结

随着对LSCs 生物学特性研究的深入，许多靶向LSCs 异常信号途径的药物不断涌现。然而，目前大部分的研究数据来源于NOD/SCID 小鼠，其在人群中的安全性和有效性还需要进行大量的临床试验验证。相信随着研究的不断深入，针对CML 耐药和复发有效的新药将会很快出现。

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