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HSP90抑制剂在急性髓细胞白血病治疗中的最新研究进展

2014-04-15邹彬镔石庆之

基础医学与临床 2014年2期
关键词:靶点白血病抑制剂

邹彬镔,石庆之

(南昌大学1.第二附属医院血液科;2.研究生院医学部,江西南昌330006)

尽管目前治疗方案能使大多60岁以下急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia,AML)患者完全缓解,但仅30% ~40%长期生存,而大于60岁5年生存率只有10% ~15%,复发难治者则不足10%。因此,AML需要新的治疗策略,推荐靶向作用于AML发病和维持缓解有关的机制与通路,追求更好的耐受性,改善患者生活质量和使卫生资源利用最小化[1-2]。

热休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)是生物界普遍存在和高度保守的分子伴侣,正常局限分布于细胞质、线粒体和内质网,占细胞总蛋白的1% ~2%。HSP90的关键作用[3]是调节下游服务蛋白的稳定性、激活及细胞内分工。HSP90参与调控多重信号通路和细胞周期进程,在致癌信号传导、血管新生、抗凋亡和转移等方面起重要作用。抑制HSP90将影响多重致癌途径及消耗下游服务蛋白,促凋亡发挥抗肿瘤效应。近十年,HSP90成为肿瘤分子靶向治疗中主要的药物作用靶点[4]。

1 HSP90与AML的发病、预后和治疗

HSP90在AML中高表达,起细胞内缓冲剂作用,维护癌基因稳定,使细胞最终恶性转化为白血病细胞[5]。HSP90表达与CD34抗原分化、白血病耐药P170和凋亡蛋白BCL-2有关,与白血病类型及危险分层无关。HSP90水平下降,药物敏感性增加,患者化疗完全缓解率提高,总生存期显著延长;未获缓解者HSP90水平及CD34、BCL-2和P170阳性细胞较高;HSP90高表达患者存活期更短[6]。原代AML细胞体外自发高凋亡/低活性与HSP70、HSP90水平低有关,亦与 BCL-2/Bax比例低相关[7]。近年 观 察 到 HSP27,HSP60,HSP90α 和HSP-BP1在白血病患者中有意义的高表达,但HSP70表达无显著差异[8]。这些提示HSP90过度表达与AML发病及预后不良有关,亦与白血病细胞存活及化疗耐药相关。

自噬保护细胞亦损伤细胞,HSP90在AML细胞凋亡和自噬中有新的调节功能。HSP90表达减少抑制 IKB 激酶/核因子-κB(IKK/NF-κB)信号通路,引起核转位减少和NF-κB灭活,与becn1启动子连接变弱,促进自噬向凋亡过渡[9]。这提示HSP90-NF-κB-becn1信号轴是AML细胞由自噬向凋亡转变的一个潜在生物学途径。与健康人群比较,未治疗的AML患者HSP90水平升高,治疗前HSP90水平低的患者生存期较长[10]。由此推断HSP90在AML中有改变,HSP90很可能成为AML治疗的药物作用靶点或预后标志。

2 HSP90抑制剂的作用机制

HSP90抑制剂是利用天然产品格尔德霉素和根赤壳菌素研发的一类化合物,具有抑制HSP90功能的药性。模仿ATP结构,竞争HSP90 N-端的ATP结合位点,选择性阻滞ATP水解,使HSP90构象不变而无法识别特定的辅分子伴侣蛋白,导致HSP90功能受抑并消耗下游服务蛋白发挥抗肿瘤效应[11]。

3 HSP90抑制剂在AML治疗中的最新研究进展

目前国外研发出了一些直接抑制HSP90的药物,以格尔德霉素衍生物(17-AAG和17-DMAG)在AML治疗中的研究较多,初期结果显示有抗白血病作用,但尚未获得FDA批准进入临床使用。下面重点介绍上述两种HSP90抑制剂在AML治疗中的最新研究进展。

3.1 17-AAG

FMS样酪氨酸激酶-3近膜内部串联重复(Flt3-ITD)突变在约1/3 AML患者中出现,与不良预后相关。早期体外实验[12]显示 17-AAG诱导 FLT-3、p-FLT-3衰减及 p-AKT、p-ERK1/2和 p-STAT5水平下降,引起细胞G1期累积和凋亡;减弱STAT-5的DNA结合活性,通过反式激活作用引起STAT-5下调及c-Myc和抑癌蛋白M水平下降;减少HSP90与辅分子伴侣结合,诱导FLT-3多聚泛素化经蛋白酶体降解。近年研究[13]亦显示17-AAG倾向性诱导Flt3-ITD降解,c-Cbl和Cbl-b可能起重要作用,通过泛素-蛋白酶体系统调节AML细胞中Flt3-ITD的基础表达水平。这些发现表明,对存在Flt3-ITD突变的难治AML患者,HSP90是有效的药物作用靶点,HSP90抑制剂有望改善预后。

Kit突变可导致非配体依赖的持续酪氨酸激酶活性,引起细胞增殖失控。Kit突变和t(8;21)AML预后不良相关。当前几个有效的 Kit抑制剂对D816V-Kit以外的其他Kit突变作用明显,但主要的抗D816V-Kit效力在17-AAG中观察到[14]。Kasumi-1为Kit突变的t(8;21)AML细胞系,17-AAG对Kasumi-1细胞的增殖抑制、促凋亡及诱导分化呈剂量时间依赖性;细胞凋亡和Kit蛋白水平下降相关,HSP90抑制干扰突变 Kit的下游信号通路,引起Kasumi-1细胞G0/G1期阻滞[15]。这些发现表明,对存在Kit突变的AML患者,HSP90亦是有效的药物作用靶点,17-AAG和KIT抑制剂的联合使用有待进一步评估。

组蛋白去乙酰化酶6(HDAC6)为HSP90下游服务蛋白,17-AAG抑制HDAC6与HSP90连接,促进HDAC6泛素化降解、HSP90高度乙酰化,与17-AAG连接增加,从而提高17-AAG的抗白血病效应[16]。此外,还观察到17-AAG通过直接或间接影响激酶活性改变组蛋白磷酸化来发挥抗白血病作用[17]。这提示17-AAG有改变组蛋白乙酰化、磷酸化的效果,此种途径对AML治疗很可能受益。

肿瘤干细胞(CSCs)具有保持静止、自我更新和正常干细胞分化的特性,与治疗耐药关系密切。HIF1α为HSP90下游服务蛋白,17-AAG通过干扰HIF1α转录优先诱导细胞凋亡和消除人AML CSCs的集落形成能力[18]。这表明 HIF1α是消除肿瘤CSCs的重要作用靶点,17-AAG可能是根治 AML CSCs的有效药物。

3.2 17-DMAG

50%的AML患者STAT3呈持续活性,与预后差有关。体外实验显示17-DMAG下调STAT3活性,与三氧化二砷协同诱导细胞凋亡;但二者都上调HSP70(抗凋亡蛋白)水平,若采用siRNA下调HSP70它们的协同效应增强[19]。另外,TrkA亦在AML中过度表达或呈突变激活状态。17-DMAG破坏TrkA与HSP90及辅分子伴侣cdc37连接,引起TrkA消耗、多聚泛素化蛋白酶体降解,并下调p-TrkA、p-AKT和 p-ERK1/2水平,诱导 AML细胞凋亡[20]。这些结果表明17-DMAG对 STAT3、TrkA都有抑制作用,为17-DMAG在具有STAT3或TrkA持续活性AML患者中的临床研究提供了实验基础。

Ⅰ期临床试验[21]显示,17-DMAG在高危 AML患者中耐受性良好,常见不良反应包括:中性粒细胞减少、发热、乏力、恶心和腹泻。心脏毒性限制剂量为32 mg/m2,表现为肌钙蛋白升高和心肌梗塞。药代动力学呈线性增加,曲线面积为8~32 mg/m2。两周后疗效评估3例(17.6%)达完全缓解。这些结果提示17-DMAG治疗高危AML患者有一定疗效,且毒性可以接受。

最近研究[22]显示17-DMAG对野生型FLT3和突变FLT3-ITD细胞都有增殖抑制作用,但对后者促凋亡效应更强;抑制HSP90改变构成分子细胞因子的释放属性,抗血管新生不依赖FLT3突变状态,并抵消内皮细胞的白血病刺激作用。这提示17-DMAG介导的抗白血病效应是通过直接和间接作用。

4 问题与展望

HSP90抑制剂(17-AAG、17-DMAG)在 AML临床前研究中充分体现了多重抗白血病作用的分子机制和疗效,推测应用前景乐观,有望改善难治性AML患者的预后。然而,目前此类药物在AML患者中缺乏大规模临床试验评估,临床疗效和安全性无法判断,期待进一步的研究为HSP90抑制剂治疗AML提供更多实验依据。

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