JAK2 基因突变在急性髓细胞白血病中的研究进展

徐娜娜，吴 涛，寇明坤，白 海

[中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院（原兰州军区兰州总医院）全军血液病中心，甘肃 兰州 730050]

急性髓细胞白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一种高度异质性的恶性克隆性疾病，可继发于肿瘤相关疾病的化疗、放疗，或由其他血液相关疾病如骨髓增生异常综合征、骨髓增殖性肿瘤（myeloproliferative neoplasm，MPN）转化而来，患者具有不同的分子遗传学异常，其与AML 的发生、发展密切相关。Janus 激酶2（Janus kinase 2，JAK2）基因突变多见于MPN，是MPN 患者中最常见的突变基因，而JAK2 V617F 是JAK2 基因最常见的突变类型。MPN 可以转化为AML，继发于MPN 的AML 患者中JAK2 V617F 突变阳性率为40%～50%[1]，而原发AML 患者的JAK2 V617F 突变率相对较低。自2005 年开始，研究陆续报道了由JAK2 突变引起的原发AML 患者，突变率占初始AML 患者的1.1%～2.7%，但该突变对AML 患者预后的影响目前仍不明确[2]。目前，采用JAK2 特异性抑制剂治疗AML 颇有前景，其已被应用于临床，并取得了显著的疗效。本文将就JAK2 基因在AML 中作用的研究进展进行综述。

JAK2 基因的结构及功能

Janus 激酶（Janus kinases，JAKs）蛋白家族是一类非受体型酪氨酸激酶，迄今已发现了4个成员，分别为JAK1、JAK2、JAK3、TYK2[3]。JAK2 基因位于9 号染色体短臂2 区4 带，JAK2 蛋白由1 132个氨基酸残基组成，有7个JAK 同源结构域（JAK homology domain,JH），从C 端至N 端依次为JH1～JH7。JH1 位于C 端(残基836～1 132)，为具有酪氨酸激酶活性的主要催化结构域；JH2 为假激酶结构域(残基543～824)，起到负调节JH1 激酶活性的作用，且在其功能活性状态下，可自动磷酸化几个重要的负调节残基[4]；JH5～JH7 位于N 端，称为FERM 区域，而FERM 结构域是促红细胞生成素受体可以与细胞因子特异性结合[5]，并可影响激酶结构域的活性。

JAK2 基因突变与疾病发生的机制

2005 年，Kralovics 等[6]首次报道了在MPN 患者中发现JAK2 V617F 点突变。JAK2 V617F 突变是位于JAK2 基因外显子14 上第1 849 位的核苷酸由鸟嘌呤突变为胸腺嘧啶，导致基因编码产物第617 位氨基酸由缬氨酸变为苯丙氨酸，从而引起的JH2 构象变化，使其对JH1 的抑制作用消失，这会导致JH1 的磷酸化，JAK2 蛋白过度磷酸化，促使下游的Jauns 激酶/信号转导及转录激活蛋白 （Janus kinasessignal transducer and activators of transcriptions，JAKs-STATs）信号通路持续激活[7]。多数MPN 患者均伴有JAKs-STATs 信号通路的激活，从而促进肿瘤细胞的生长和增殖。在MPN 患者中还发现JAK2 外显子12 突变，与JAK2 V617F 相似，JAK2 的第12 外显子突变被证实异常激活了JAK2 介导的信号转导，均造成了JAK2 组成性活性增高，但其与JAK2 V617F 突变位点不同，第12 外显突变导致JAK2 蛋白三级构象及酶活性变化强度有所不同[8]。

JAK2 通过JAKs-STATs 信号通路介导了细胞因子的细胞内信号转导，这些因子包括促红细胞生成素、血小板生成素、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、干细胞因子等多种细胞因子，上述细胞因子与其受体结合之后，JAK2 的FERM 区识别细胞因子受体近膜区域序列，诱发受体形成寡聚体，并与JAK2 相互作用，使受体与JAK2 相互磷酸化而激活，并以这些磷酸化的酪氨酸为锚点，募集下游的STATs 蛋白分子并活化形成STATs 二聚体进入细胞核内，选择性与特异性DNA 调控元件结合而指导转录，促进生长增殖相关基因的转录和翻译而致其表达上调[7]。在正常情况下，JAKs-STATs通路的活化受到严格调控，在髓系祖细胞以及红细胞生成过程中起促进或调节细胞增殖、凋亡及血管新生作用[9]；而JAKs 突变则可导致JAKs-STATs 通路的异常活化，使细胞持续增殖，凋亡减少，与一些肿瘤尤其是血液系统肿瘤的发生密切相关。研究表明，在多种恶性血液病中均有JAK2-STATs信号通路的异常活化，如急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血病、慢性髓细胞白血病、淋巴瘤、骨髓增生异常综合征、MPN[10]。

JAK2 基因突变与AML 间的关系

AML 可由髓系细胞分化发育过程中造血干细胞或造血祖细胞恶性转化而来，也可继发于化疗、放疗，或由其他疾病如骨髓增生异常综合征、MPN 转化而来。MPN 是一类血液系统的克隆增殖性疾病。2016 年新修订的WHO 造血和淋巴组织肿瘤分类中最常见的BCR/ABL 融合基因阴性的MPN 包括真性红细胞增多症、原发性血小板增多症（essential thrombocythemia，ET）和原发性骨髓纤维化。

一、JAK2 V617F 突变

JAK2 V617F 突变的发生率在不同MPN 患者间有所不同，约有一半的ET 患者和原发性骨髓纤维化患者携带该突变，而绝大多数（约95%）的真性红细胞增多症患者也为JAK2 V617F 突变阳性[11]，而在继发于MPN 的AML 患者中，JAK2 V617F 突变率亦在40%～50%。另外，还有很少一部分原发的JAK2 V617F 阳性AML。值得注意的是，一些JAK2 阳性的MPN 可进展为JAK2 阴性的AML[12]。因此，MPN 转化为AML 可能至少涉及2 种方式，即JAK2 V617 阳性的MPN 转化为JAK2 V617F 阳性的AML，另一种为JAK2 V617F 阳性的MPN 转化为JAK2 V617F 阴性的AML，但目前发生机制还不十分清楚。

Aynardi 等[13]进行了一项迄今为止最大规模的伴有JAK2 V617F 突变的AML 研究，在45例有JAK2 V617F 突变的AML 患者中，15例为初 始AML，30例为潜 在MPN 转化的AML（AML-MPN）。AML-MPN 病例在诊断时更有可能出现脾肿大、骨髓MPN 样巨核细胞，并有更高的JAK2 V617F 突变等位基因频率。研究发现，与初始AML 相比，AML-MPN 是一种在基因上和临床上更具侵袭性的疾病。尽管该研究的随访期相对较短（平均10个月），但研究结果支持了这样的观点，即初始AML 实际上不同于AML-MPN，这进一步提示JAK2 V617F 突变在初始AML 病例中被检测到时，不一定是MPN 潜在转化的证据，且两者的细胞遗传学特征不同，AML-MPN 患者中可出现高频率的复杂核型。总之，与AMLMPN 相比，具有JAK2 V617F 突变的初始AML 具有较低的变异等位基因频率、较少的复杂核型、较多的编码脱氧核糖核酸甲基化介质的基因突变和较少的脾肿大。

二、其他位点突变

有证据表明，MPN 表型转换 （如从ET 到真性红细胞增多症） 与造血干细胞中除JAK2 V617F 突变外的其他JAK2突变获得相关，这会产生复合突变JAK2 等位基因或复合杂合子状态[14]。那么除JAK2 V617F 突变以外的其他额外JAK2突变，这与MPN 进展为AML 是否有关，值得探讨。目前的研究较少关注位于JAK2 其他区域较不常见的JAK2 变异或突变。Benton 等[15]的研究发现，JAK2 V617F 与另一种JAK2 变异同时存在，可能会促使MPN 更具侵袭性，具有更高的向AML 转化的潜力，且患者从MPN 进展为AML 通常与RUNX1、TP53、NRAS、WT1、FLT3、IDH1/2 和TET2 等基因突变相关。JAK2 的2 种共存突变可能赋予额外的肿瘤增殖和（或）存活优势，或者以更高的诱变概率诱导基因组不稳定性[14]。如JAK2 S755R 被鉴定为可导致遗传性血小板增多的生殖系变异体，并在938 残基处存在第二个JAK2 变异体。JAK2 S593C 也被证明是导致遗传性血小板增多症的生殖系变异[16]。这些变异也被预测具有致病的功能[14]。越来越多的证据表明，JAK2 V617F 引起的JAKs-STATs 信号途径激活，随着时间的推移，将导致额外的突变积累，这可能是由于DNA 损伤修复机制缺陷导致的基因组不稳定性增加[17]。有研究在检测大量JAK2 变异体时发现，通常在JAK2 V617F 突变、基因组不稳定的情况下，更易发现特定JAK2变异体具有白血病潜能的易感位点。尽管许多JAK2 变异的致病性尚未确定，但目前依旧建议在MPN 或AML 疾病背景下对患者进行JAK2 全基因组测序，以帮助识别携带有治疗意义及与治疗相关的基因突变的患者。

当然，也有一些白血病转化的病例与JAK2 V617F 突变的关系不大，如Theocharides 等[12]报告了17例JAK2 V617F突变阳性的MPN 患者在发生白血病转化后，有9例JAK2 V617F 突变转阴，认为JAK2 V617F 可能不参与MPN 向白血病转化的过程，在其转化为白血病的机制中可能有额外的遗传学事件参与。JAK2 V617F 突变阳性的MPN 患者，在发生白血病转化后该突变还存在与否，可能与发生突变的细胞与白血病克隆是否起源于同一细胞阶段有关。

JAK2 突变阳性AML 患者的预后

一、生存期及进展

MPN-AML 患者的预后极差，其中位生存期一般＜6个月，即使是接受诱导化疗，生存时间仍较短。宗香萍等[18]对3例ET 转化为AML 的患者进行了研究，其中2例均为高龄患者，疾病凶险，在化疗期间短时间内复发，且化疗效果不佳，短期内容易对各种化疗药物产生耐药，其中1例并发中枢神经系统白血病。患者如不进行异基因造血干细胞移植，生存时间极短。对于JAK2 V617F 突变阳性的原发AML 患者，Vicente 等[19]采用多因素分析发现，其总生存期与患者的年龄、完全缓解率及细胞遗传学组别有关，而与JAK2 V617F 基因突变无关，JAK2 V617F 基因突变者与未突变者间的完全缓解率、总生存期无差异，有JAK2 V617F基因突变者并不一定预示着预后较差。沈益民等[20]对80例JAK2 V617F 基因突变的AML M2型患者进行研究发现，携带JAK2 V617F 基因突变者的预后并不一定较差，且此类白血病患者的临床特征并未表现出JAK2 V617F 基因突变在MPN 中导致的三系增生征象。其中，7例JAK2 V617F突变的AML 患者，外周血呈现出白细胞增多、血红蛋白和血小板减少等白血病的特征，骨髓象表现为粒系增生活跃，但并未出现红系和巨核系增生以及骨髓纤维化的征象，无肝脾肿大，其中位总生存期及临床特征与Vicente等[19]报道的大致相同。近年来，对初始AML 患者携带JAK2 V617F 突变的研究较少，对于其预后还需进行大量研究来明确。

二、治疗预后

对于JAK2 V617F 突变阳性的MPN 患者转化为JAK2 V617F 突变阴性的AML，禹文君等[21]报道了1例患者，从确诊ET 到进展为AML 的时间仅为12个月，且患者对地西他滨联合半量CAG 方案（吡柔比星+阿糖胞苷+重组人粒细胞刺激因子）化疗不敏感，提示JAK2 V617F 突变阳性的ET 患者在向JAK2 V617F 阴性AML 转化时，进展时间短，对常规联合化疗不敏感，预后不良。Theocharides 等[12]也指出，这类患者的疾病进展时间较JAK2 V617F 状态无变化者短。

针对JAK2 突变的靶向治疗

近几年，针对JAK2 突变靶向治疗的研究也越来越多，JAK2 抑制剂通过影响JAK2-STATs 通路从而影响其产物的调控，达到临床效果。芦可替尼（ruxolitinib）是第一个通过美国食品药品监督管理局认证的用于治疗血液系统肿瘤的JAK2 抑制剂类药物，已被应用于临床治疗。芦可替尼是一种三磷酸腺苷类似物，主要抑制JAK1、JAK2 和JAK3 等转导途径，在临床应用中，其明显改善了大多数JAK2 V617F 阳性患者的全身症状、营养状况及生活质量。在2017 年12 月的第59 届美国血液学会年会上，有研究者报道，芦可替尼联合标准剂量地西他滨治疗MPN 转化AML 患者获得了29%的完全缓解率，且有良好的安全性及耐受性。其他靶向治疗抑制剂也陆续被研发，并进行了临床试验。莫美洛替尼（momelotinib）、帕西立尼（pacritinib）和非德替尼（fedratinib）目前都在临床试验阶段。非德替尼是一种JAK2 选择性抑制剂，于2019 年8 月首次获得全球批准，被用于治疗中危或高危原发性或继发性骨髓纤维化的成年患者 （真性红细胞增多症后或ET 后）[22-23]。

Sun 等[24]使用体外的STAT3 荧光素酶报告分析，筛选了16 081 种药物化学物质，发现氢溴酸阿托帕沙尔（atopasar hydrobromide，AHB） 是JAK-STAT3 信号转导的特异性抑制剂。AHB 不仅阻断了组成性激活和细胞因子诱导的STAT3磷酸化，还抑制了JAK2 和JAK2 磷酸化。此外，AHB 可诱导G1期细胞周期阻滞，从而阻止癌细胞生长并诱导其凋亡。总之，AHB 是一种潜在的抑制剂，可以作为针对JAK2-STAT3通路的药物进行开发。

异基因造血干细胞移植也不失为一种延缓白血病进展的重要治疗方式。宗香萍等[18]发现，3例ET 转化为AML 的患者，在化疗期间短时间内复发，对化疗药物治疗效果不佳，移植前均未获得缓解，予清髓性预处理，移植后造血重建顺利，均达到分子学缓解。日本研究者的报道也表明，同种异体造血干细胞移植在约1/3 的MPN 向白血病转化患者中促进了长期生存[25]，提示异基因造血干细胞移植联合分子靶向药物可能会降低移植风险，同时降低复发率及非复发死亡率。

小结

JAK2 作为MPN 患者中最常见的突变基因，亦可出现在初始AML 和AML-MPN 患者中，JAK2 突变可使JAK2-STAT信号通路持续活化，参与了急性白血病的发生、发展。而在AML-MPN 中的发生机制中，JAK2 可能还伴有其他基因突变以及JAK2 的另一变异，使MPN 有更高的向AML 转化的潜能，但具体机制目前尚不清楚。分子生物学的研究进展使得越来越多靶向药物被发现，JAK2 抑制剂在临床使用过程中疗效显著，为多种恶性肿瘤的治疗开辟了新途径。异基因干细胞移植则是唯一已知的潜在治愈策略，但尚需在统一治疗方案的患者中进行前瞻性研究，以阐明这种治疗方式的相对效益和最佳获益人群。