多发性骨髓瘤骨病的机制研究及治疗进展

李文君 郭艳秋 高玉娟 综述 苏雁华 审校

·综 述·

多发性骨髓瘤骨病的机制研究及治疗进展

李文君 郭艳秋 高玉娟 综述 苏雁华 审校

多发性骨髓瘤是血液内科较常见的恶性疾病，其以恶性浆细胞在骨髓中过度增殖和积累为特征，产生大量单克隆免疫球蛋白及其片段，导致终末器官的损害。其中约80%的患者合并有多发性骨髓瘤骨病(MBD)，从而严重影响了患者的生活质量及疾病预后。研究发现成骨细胞受抑、破骨细胞激活为其主要发病原因，而多种细胞因子及通路影响了这一机制的发生。本文就MBD发生、发展的最新因素及治疗做一综述。

多发性骨髓瘤；多发性骨髓瘤骨病；成骨细胞；破骨细胞

多发性骨髓瘤(Multiple myeloma，MM)是一种浆细胞的恶性增殖性疾病，其骨髓中克隆性浆细胞异常增生，分泌单克隆免疫球蛋白或其片段(M蛋白)，导致相关器官或组织损伤。主要临床表现为骨痛、贫血、肾功能不全和高钙血症。该疾病多发于50～60岁之间，是血液内科常见的恶性疾病，约80%的患者合并溶骨性病变，即多发性骨髓瘤骨病(Multiple myeloma bone disease，MBD)，近年来不少学者对其发生机制进行研究并取得重大进展。现已证实，MBD是以破骨细胞(Osteoclast，OC)活性增强、成骨细胞(Osteoblast，OB)功能受抑制及一系列细胞因子、蛋白通路等导致的骨吸收和骨形成平衡失调，引起广泛性溶骨性改变，临床以骨质疏松、病理性骨折、骨痛为多发表现，严重影响患者的生存质量，并对疾病预后有重要的评估作用。最新研究表明，MBD的发生与核因子-κB受体活化因子配体(Receptor activator for nuclear factor kappa-B ligand，RANKL)、Notch通路、Wnt信号通路等因素相关[1]，是一复杂的发病过程。现有的临床治疗除了以传统的联合化疗及二膦酸盐类药物治疗外，根据其发病机制出现许多新型靶向药物治疗，对于改变患者生存质量，提高患者预后有良好的疗效。现就MBD的最新研究进展及其临床新药治疗综述如下。

1 MBD发生机制

骨骼是一个动态平衡的组织，需要不断的矿化来维持其动态平衡及自身结构的完整性，其中OB、骨细胞、OC在骨重塑中起到重要作用，能够维持骨吸收和形成的动态平衡。在MBD患者中，由于MM细胞、间充质干细胞(Mesenchymal stem/stromal cells，MSC)的相互作用，使机体免疫系统紊乱，免疫监视及免疫保护受损，OB与OC之间失去动态平衡，OC活性增加，OB受到抑制，使骨吸收增加，骨形成缺失，导致了一系列的病理变化[1]。

1.1 RANK/RANKL/OPG系统

RANKL及骨保护素(Osteoprotegerin，OPG)属于肿瘤坏死因子(Tumour necrosis factor，TNF)超家族，RANKL是由217个氨基酸组成的多肽，由骨髓基质、OB、活化T淋巴细胞产生，受局部OC因子IL-1、TNF、IL-11等影响[2]，RANK是表达在OC前体与成熟OC表面的一种受体。在巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的作用下，OC前体细胞数量增加，RANKL通过OC前体上的RANK受体，促使其分化为成熟的OC，并通过与其受体RANK结合抑制OC的凋亡。因此，RANKL是MBD的主要破坏因子。OPG是由骨髓基质、OC产生的一种可溶性诱导受体，能与RANKL结合阻止RANKL与其受体RANK的相互作用，阻止OC的形成、活化，并诱导OC的凋亡[3]。在MBD中，RANKL/OPG比例严重失调，RANKL表达增加，OPG表达降低，使OC凋亡受抑制，骨吸收增加，从而加剧MM患者溶骨性病变[4]。研究表明，MM患者血清RANKL水平与溶骨性病变数量呈正相关，且低水平RANKL患者有显著的较长生存期，这说明临床中应用RANKL抑制剂或提高OPG水平可缓解MBD的发生[5]。

1.2 Notch通路

Notch家族包括4个跨膜受体(Notch1-4)，2个配体家族Jagged1、2和Delta-like1、3、4。其受体能激活ADAM/TACE和γ-分泌酶，触发溶蛋白性裂解和Notch细胞内蛋白(Intracellular protein of Notch，ICN)的释放[6]。Notch通路在细胞的形态发育、细胞凋亡、多种恶性肿瘤的异常调节等起重要作用[7]，更重要的是MM细胞、骨髓基质细胞(Bone marrow stromal cells，BMSCs)及OC可表达Notch受体，MM细胞通过高表达Jagged1、Jagged2配体激活Notch通路，恶性浆细胞(Malignant plasma cells，MPCs)中Jagged1的表达也可出现在其他单克隆浆细胞疾病MGUS向MM的进展中[8]。

此外研究还发现，Notch通路在骨骼发展和重塑中有重要作用，Notch通路的异常调节可以诱导OC的生成和骨吸收。Colombo等研究发现，MM细胞中Notch通路的高表达能刺激RANKL的释放；MM细胞来源的Notch配体能激活BMSCs周围的Notch信号，促进RANKL的分泌；RANKL使RANK和OC结合，活化OC相关的NF-кB通路，从而通过促进Notch的表达来刺激OC相关的Notch信号；MM细胞来源的Jagged配体进一步刺激OC祖细胞中的Notch信号[9]。除了可影响OC外，Notch的过度活跃还可以作用于OB，Zanotti等通过转基因小鼠实验发现，选择性激活OB祖细胞中的Notch可以抑制OB分化[10]，这说明MM细胞衍生的Notch配体可以通过刺激Notch的激活阻碍OB分化来减少OB数量，从而使OB活性受抑，OC活性增强，此发现也为临床靶向治疗提供新思路。

1.3 丝氨酸/苏氨酸激酶

丝氨酸/苏氨酸激酶(Pim-2)是MM抗细胞凋亡的调节因子。既往研究表明，BMSCs和OC通过IL-6/STAT3、NF-кB通路上调Pim-2的表达从而减少MM细胞凋亡，敲除Pim-2或应用Pim-2抑制剂可以促进MM细胞死亡[11]。Hiasa等研究表明Pim-2在BMSC和OB前体细胞中表达上调以损害骨形成，Pim-2抑制剂能恢复成骨细胞分化，阻碍MM肿瘤侵袭作用[12]，提示Pim-2有望成为治疗MBD的靶点之一。

1.4 Wnt信号通路和它的抑制剂

Wnt信号通路与胚胎发育、器官形成和生长发育有关，并参与体内多种肿瘤细胞的形成[13]，同时对骨形成和骨重建有重要作用。β-连环蛋白(β-catenin)是Wnt信号通路中重要的因子，当OB外Wnt因子与膜受体卷曲蛋白(Frizzled，Fzd)结合后，通过一系列胞膜与胞质蛋白的相互作用形成二聚体，使β-连环蛋白在胞质内积聚，进入细胞核与T细胞转录因子(T-cell-specific transcription factor，TCF)/淋巴增强因子(Lymphoid enhancing factor，LEF)结合形成复合物，激活下游靶基因的转录，从而促进OB的分化增殖[14]。研究表明人体内含有多种天然的Wnt信号通路抑制因子，如Dickkopfs(Dkk)、分泌型卷曲蛋白(Secreted frizzled-related proteins，sFRP)、Wnt抑制因子1(Wnt inhibitory factor-1，Wif-1)等，在抑制OB活性中起重要作用。

1.4.1 Dkk Dkk属于多基因家族，是一种含有2个富半胱氨酸区域的分泌性糖蛋白，其家族包括Dkk1-4，研究表明Dkk1和Dkk4可以抑制Wnt信号通路，其竞争性抑制并去除跨膜转运受体，阻止细胞内相互作用，使β-连环蛋白磷酸化并分解[15]。Dkk1通过与基质细胞表面的LRP5和(或)LRP6相互作用抑制β-连环蛋白作用，从而抑制OB发挥骨质重塑功能[16]。体外实验已表明Dkk-1的过表达会导致OB前体细胞分化的抑制和溶骨性损伤的形成。Dkk-1对Wnt信号通路的抑制会直接刺激OC生成，抑制OB的成熟，增加骨吸收降低骨形成[5]。

1.4.2 sFRP sFRP是富含半胱氨酸糖蛋白家族的一员，结构上与Fzd蛋白相似，通过与Lrp5/6相结合来组成细胞膜表面。在细胞表面，竞争性抑制Wnt蛋白，抑制与Lrp5/6和Fzd跨膜区混合物结合，从而抑制Wnt通路的启动[17]。sFRP-1和sFRP-4对OB分化有负向调节作用，并能减少骨形成。

1.4.3 骨硬化蛋白(Sclerostin) 骨硬化蛋白是由SOST基因编码的一种硬化蛋白。一般来说，硬化蛋白与Lrp-5/6相结合以阻止其与Wnt通路相结合，从而减少骨形成。研究发现，OB的矿化、OC的调节都有SOST的高表达。它的高表达在转基因小鼠中导致OB活性减低，骨形成减低[18]。此外，与意义未名的单克隆免疫球蛋白血症(Monoclonal gammopathy of undetermined significance，MGUS)患者相比，MM患者硬化蛋白水平增高，且在体外试验中发现，应用硬化蛋白抗体，可抑制硬化蛋白的产生，减少骨丢失，这也对MBD患者的治疗提供了新的靶点[19]。

2 MBD的治疗

MM患者中约80%可患有MBD，其对MM患者的生存和预后都有严重影响。手术和放疗都存在着一定的局限性，目前根据其发病机制发现一些新型靶向治疗药物。

2.1 RANKL抗体

地诺单抗(Denosumab)是RANKL的单克隆抗体，能阻止RANKL与其受体相结合，抑制OC的活化和发展，有效减少骨吸收，增加骨密度[4]。此外有研究表明地诺单抗对于骨巨细胞瘤的治疗有一定作用，Chawla等的一项Ⅱ期临床研究表明，地诺单抗对于骨巨细胞瘤患者有良好的临床反应，能有效减少RANKL和RANK相结合，降低骨巨细胞诱导的骨损伤，且安全有效[20]。由此可见，地诺单抗可作为抗MBD安全有效的药物而应用于临床治疗。

2.2 Dkk1抗体

Dkk1可以抑制Wnt信号通路，抑制OB活性，并与骨损伤有一定联系，研究发现Dkk1中和抗体BHQ880可以增强OB分化和成熟，中和OB形成过程中MM细胞的负性作用，并抑制OC活性从而减轻肿瘤生长。此外，在BMSC中，BHQ880可以上调β-catenin水平并下调NF-κB活性，使OB和骨形成明显增加[21]。

2.3 蛋白酶体抑制剂

蛋白酶体通路对OB的分化有抑制作用，其抑制剂则成为近期MM应用较为广泛的药物，以硼替佐米为代表。研究发现硼替佐米通过抑制NF-κB的活性，使IL-6、TNF-α等表达下降，诱导骨髓瘤细胞凋亡，起到抗肿瘤作用，同时可以激活OB和MSCs中的β-catenin/TCF通路，从而诱导MSCs中的OB分化，增加OB活性[22]，减轻溶骨性损伤，从而达到抗MBD的作用。临床多项试验表明，硼替佐米联合其他药物的化疗方案能达到较高的临床缓解及较长的无病生存期[23]。

2.4 免疫调节剂(Immunomodulatory drugs，IMiDs)

IMiDs(沙利度胺、来那度胺等)因具有显著的抗肿瘤活性而在MBD中也有广泛的应用。IMiDs可诱导MCs凋亡，增强T细胞和自然杀伤细胞的免疫活性。Anderson在临床实验中发现沙利度胺可以通过下调转录因子PU1，减弱RANKL诱导OC的形成[24]，且沙利度胺与地塞米松联合应用可使复发或难治型骨髓瘤患者的RANKL/OPG水平正常，同样来那度胺也可以通过抑制OC活性因子APRIL、BAFF来减少OC形成[25]，从而减轻溶骨性损伤。

3 小结与展望

近些年随着对MBD机制研究的不断深入，MBD的治疗有了持续的进展，除上述综述外，还有很多细胞因子、通路等可以影响MBD的发生，但MM仍为不可治愈的恶性疾病，MM相关的溶骨性病变仍严重影响患者的生存质量和预后，而对MBD发病机制的研究使其治疗有了新的方向，随着临床试验的不断进行，RANKL、Dkk1等抑制剂有望成为MBD新的治疗靶点，其联合治疗将为MBD的治疗提供新的手段。

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(收稿：2016-11-28)

Advarces in mechanism and treatment of multiple myeloma bone disease

LIWenjun，GUOYanqiu，GAOYujuan，SUYanhua

The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin 150001，China

Multiple myeloma is a more common malignant disease in blood medicine，which is characterized by hyper-proliferation and accumulation of malignant plasma cells in the bone marrow，resulting in a large number of monoclonal immunoglobulins and their fragments，leading to damage to the terminal organs.Of which about 80% of patients have multiple myeloma bone diseases(MBD)，which seriously affected the quality of life and prognosis of patients.We have found that the main cause of MBD are contributed to inhibition of osteoblasts，activation of osteoclast and affecting the occurrence by a variety of cytokines and pathways.This article will review and introduce the occurrence and development of MBD related to the latest factors and treatment.

Multiple myeloma；Myeloma bone disease；Osteoblast；Osteoclast

黑龙江省博士后科研启动金(LBH-Q10029)

哈尔滨医科大学附属第一医院血液内科(哈尔滨 150001)

李文君，女，(1990-)，硕士研究生，从事血液科恶性疾病及出凝血疾病的研究。

苏雁华，E-mail：suyanhua163@163.com

R733.3

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.03.011