整合素在急性髓系白血病中的作用及机制研究进展

陆瑜钰 庄海慧 陈瑶 陆滢

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一种具有高度异质性的血液系统恶性肿瘤，以大量原始细胞异常增殖及骨髓浸润为特征[1]，是成人最常见的急性白血病类型[2-3]。尽管“3+7”方案（3 d柔红霉素、7 d阿糖胞苷）的传统化疗一直是国际上AML的标准诱导治疗方案[4]，但总体预后不理想，化疗缓解率仅45%～62%，复发率达30%～40%[2，4-6]。目前针对AML致病性突变和凋亡相关蛋白等新药物的出现正迅速改变着AML的治疗模式[7]，比如维奈托克就是近年来的一种B细胞淋巴瘤（b-cell lymphoma，BCL）-2蛋白的选择性小分子抑制剂，已在AML患者中显示出一定的疗效[8]。而近期的研究发现白血病细胞与骨髓微环境之间通过细胞表面分子（如整合素αvβ3和αvβ5）的相互作用可能减弱患者对药物的反应并促进AML进展，因此整合素αvβ3也可能是治疗AML的另一个有希望的靶点[8]。本文就近年来整合素在AML中的作用及机制研究新进展作一综述。

1 整合素在肿瘤发生、发展中的作用及抗肿瘤作用

整合素是一类普遍存在于哺乳动物细胞上的异二聚体跨膜糖蛋白受体，主要作为信号蛋白发挥作用。整合素通过激活调控肿瘤发生、发展和转移所必需的各种细胞功能的信号转导通路在肿瘤的发生、发展中发挥作用[9-11]。研究发现在一些类型肿瘤中，特定整合素的表达与疾病进展及患者不良预后相关，比如，宫颈癌中的αvβ6、淋巴结阴性非小细胞肺癌中的整合素α5以及胃癌中整合素β6的过表达，都与患者的不良预后相关[12-13]。

目前研究发现整合素相关抑制剂可以通过阻断肿瘤微环境与肿瘤细胞之间的关键信号来抑制肿瘤进展，比如：（1）新型化合物BG-P-TAT是一种双重靶向抑制剂（去甲肾上腺素转运蛋白和甲状腺整合素ανβ3受体），以剂量依赖性方式抑制了神经母细胞瘤的生长、存活和进展，已经成为了治疗神经母细胞瘤和其他神经内分泌肿瘤的候选药物[14]。（2）GNR-Man/PRGD是一种具有双受体（甘露糖和ανβ3整合素受体）靶向功能的超分子组装物，可以诱导乳腺肿瘤的完全消融[15]。（3）阿比妥珠单抗是一种靶向整合素αν的人源化单克隆抗体，通过抑制细胞-细胞和细胞-细胞外基质相互作用、细胞侵袭以及细胞信号的传导等多种机制来抑制前列腺癌的转移[16]。上述研究结果均说明，整合素与肿瘤的发生、发展及预后密切相关，整合素相关抑制剂有潜力成为多种肿瘤的新一代的靶向药物。

2 整合素在AML发生、发展中的作用

尽管在实体瘤的临床前研究中已显示出整合素抑制剂有明显的抗肿瘤作用，但在AML中的作用及机制尚不明确。研究表明原代AML细胞表达多种整合素，其中β3整合素链的功能最复杂，在AML的发生、发展中起着重要作用[17]。Shah等[18]在原代小鼠AML模型实验中发现，MLL1融合蛋白通过胚胎发育的主要调控因子HoxA9和HoxA10促进整合素β3基因的转录及表达从而激活脾酪氨酸激酶，参与AML的发生。另外，对整合素β3基因敲除小鼠模型研究发现，整合素β3基因缺失可减少AML细胞归巢并诱导髓系分化，且不影响正常的造血功能，这说明了靶向整合素β3具有治疗AML的潜力[19]。

整合素α4β1（very late antigen-4，VLA-4）与AML发展密切相关，它是骨髓祖细胞黏附的重要因子[20]，在调节造血干细胞和祖细胞的运输、自我更新、增殖和分化中起着重要作用[21]。由于骨髓微环境中白血病细胞黏附特性的强弱决定了AML的器官浸润程度和白血病细胞增生程度，使得VLA-4在AML的发展中也起到了决定性作用。Gutjahr等[20]发现，白血病细胞表达的VLA-4与基质细胞表达的VCAM-1（VLA-4配体）相互作用，使AML细胞与基质细胞紧密结合，从而导致AML细胞在骨髓微环境中的滞留。VLA-4/VCAM-1相互作用促进蛋白激酶B、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、NF-κB和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白等信号的激活，减少AML细胞凋亡，从而促进AML的进展[20]。Kobayashi等[22]研究发现整合素α7在AML伴粒细胞肉瘤的患者中高度表达，其配体（层黏蛋白211）通过细胞外调节激酶（extracellular-regulated kinase，ERK）信号刺激白血病细胞增殖，而这种增殖作用在整合素α7或ERK被抑制后消失。这证明了整合素α7和细胞外基质之间的相互作用与AML细胞增殖及髓外疾病发展的相关性。

3 整合素对AML的预后意义

整合素不仅与AML的发生、发展相关，其表达水平对AML的预后也具有重要意义。如整合素α2和整合素β2的表达水平就与AML的不良预后相关。Lian等[23]研究发现AML患者整合素α2高表达组的完全缓解率明显低于整合素α2低表达组，同时，整合素α2高表达组的总生存期也明显短于整合素α2低表达组；进一步多因素分析发现，整合素α2的过度表达是AML预后的一个独立危险因素。Wei等[24]对整合素β2表达水平与免疫细胞浸润程度相关性进行研究，结果表明整合素β2的表达量与AML患者静息期肥大细胞的浸润程度呈负相关，而静息期肥大细胞浸润程度升高提示了AML患者的良好预后。整合素β2表达越高，肥大细胞浸润程度越低，患者预后越差。此外，基因表达谱数据动态分析的结果也表明，整合素β2的过度表达也提示AML患者预后不佳。

由于AML患者的高度异质性，需结合多种危险因素才能建立可靠的预后评估模型。而相关整合素的表达水平则可能为AML的预后判断提供依据。FMS样酪氨酸激酶3（FMS-like tyroine kinase3，FLT3）是一种参与造血细胞增殖、分化和存活等关键步骤的原癌基因。FLT3突变最常见的形式是内部串联重复（internal tandem duplication，ITD），是成人AML的常见突变，与预后不良、白细胞增多、原始细胞计数高、复发风险增加和总生存期缩短密切相关[25]。Yi等[26]研究发现，在细胞遗传学正常的FLT3-ITD突变患者中，整合素β3的表达水平与AML患者的危险分层和预后相关，整合素β3的表达水平越高，危险分层越高，预后越差。核仁磷酸蛋白（nucleophosmin1，NPM1）是一种多功能蛋白，在细胞内具有增殖和生长抑制作用[27]。Kuzelova等[28]研究发现，在NPM1突变的AML患者中，整合素αVβ3的表达水平越高，预后越差。并且这种相关性在NPM1合并FLT3-ITD突变的这类患者中更加明显。这提示了较高的αVβ3表达水平与不良预后相关。

4 整合素在AML耐药性及靶向治疗中的作用

整合素不仅与AML发生、发展和预后相关，与AML化疗耐药的发生、发展也密切相关，并且可能作为AML新的治疗靶点。化疗耐药性是AML治疗失败和总体生存率低的主要原因。目前在包括AML的多种白血病亚群中证实，白血病细胞的耐药与它和骨髓微环境之间的相互作用有关，这种现象被称为细胞黏附介导的耐药（CAM-DR）。整合素是细胞重要黏附分子之一，可与细胞、细胞外基质蛋白及可溶性因子结合，其表达与白血病细胞耐药增加有关。研究证实整合素抑制剂可以增加白血病细胞的化疗敏感性，这为它作为有效靶点在白血病中消除CAM-DR的进一步研究提供了支持[29]。Yi等[26]研究发现当AML细胞株MV4-11与骨髓基质细胞共培养时，索拉非尼诱导的细胞凋亡率显著降低；而在阻断αvβ3后，MV4-11细胞凋亡率升高。这就进一步说明白血病细胞的索拉非尼耐药与整合素介导的细胞黏附耐药有关。易海[30]还发现整合素αvβ3阻断性抗体能协同索拉非尼来降低MV4-11细胞BCL-2表达以及增加BCL-2相关蛋白（bcl-2-associated x protein，BAX）的表达，从而促进细胞凋亡。这说明了微环境的改变及整合素的抑制可以增强索拉非尼的抗白血病作用。

另外，Wei等[24]通过对整合素β2相关的药物敏感性分析发现，整合素β2的上调与阿糖胞苷、依托泊苷、米哚妥林和伏立诺他的敏感性以及顺铂、硼替佐米、达沙替尼和拉帕替尼的耐药性相关。这表明整合素β2与化疗和靶向治疗的显著相关性以及作为药物敏感性生物标志物来指导临床用药的潜力。Floren等[31]研究发现CD82与AML的化疗耐药有关。化疗刺激会使CD82过度表达，进而激活蛋白激酶Cα（protein kinase C alpha，PKCα）和整合素 β1信号下游的 p38 MAPK，促使AML细胞凋亡减少，导致AML细胞化疗耐药性的产生。这表明CD82-PKCα-整合素β1信号轴可能是AML化疗耐药的潜在治疗靶点。

新型纳米药物P-bi-TAT（αvβ3抑制剂）通过浓度依赖的方式抑制人白血病细胞中NF-κB通路的活性，在两种人类AML模型中表现出显著的抗肿瘤活性。这为αvβ3抑制剂在AML中的应用奠定了理论基础[32]。

5 小结

综上所述，整合素在AML的发生、发展过程中起着重要作用，整合素α2、整合素β2及整合素β3等高表达往往与AML患者的不良预后相关。而整合素αvβ3、整合素β2等的上调也与化疗耐药性相关。目前研发出的多种整合素抑制剂已在AML的临床前试验中取得了较好的疗效，显现出了一定的临床应用前景。然而，由于整合素作用机制的复杂性，整合素抑制剂在AML中的使用剂量、具体疗效、有效的联合治疗方案、用药安全性等方面仍需进一步研究和探索。