三甲
白血病干细胞及其相关治疗进展（下）
综述（下）| 白血病干细胞相关研究进展——白血病干细胞相关治疗展望
8月6日
作者：刘加军 中山大学附属三院血液科
摘要：
急性髓系白血病（Acute myeloid leukemia，AML）是一类高度异质的血液系统恶性肿瘤，以骨髓与外周血中原始和幼稚细胞异常增生为主要特征。近年来，随着对AML的发病机制、靶向治疗和预后的大量研究，AML的诊治水平得到明显提高，但是该病的总体治疗效果仍欠佳，5年生存率仍不足50%。
研究认为，AML患者体内存在少数白血病始动细胞，通常被称为白血病干细胞（Leukemic stem cells，LSCs），白血病干细胞具有自我更新的能力和抗药性，是白血病病情持续和复发的主要原因。研究白血病干细胞的生物学、免疫学、遗传学特性以及它们的异质性，对于AML的靶向治疗及改善AML的预后具有十分重要的临床意义。本文将从白血病干细胞的特性、表型特征以及白血病干细胞免疫表型、细胞代谢、表观遗传调节和细胞微环境相关的靶向治疗进行综述。
关键词：急性髓系白血病，白血病干细胞，靶向治疗
之前，我们对白血病干细胞的特性及其特殊免疫表型相关靶向治疗的最新进展进行了回顾（详情请戳《综述（上）| 白血病干细胞相关研究进展——白血病干细胞的特性》或《综述（中）| 白血病干细胞相关研究进展——特殊免疫表型相关靶向治疗》，今天，让我们进一步了解其他白血病干细胞相关治疗的最新进展吧！
除了免疫表型，LSCs可以通过它特有的代谢机制与其它细胞区分[1]。例如，不少研究发现LSCs对氧化应激相关代谢机制（例如热休克蛋白、非折叠蛋白反应等）的依赖。最近一项研究发现AML细胞依赖肿瘤特异性热休克蛋白（teHsp90），这种蛋白在细胞应激和信号转导时被选择性激活。此外，NF-κB，细胞应激反应通路的一个关键组成部分，在LSCs中明显存在，但在正常静止期HSCs中不存在。运用抑制NF-κB，蛋白酶体活动，HSP功能或谷胱甘肽平衡的药物，都已经被证实可以选择性靶向消除LSCs[1]。
通过调节线粒体活性来靶向抑制LSCs的策略，也一直在被探索中。有报道称LSCs十分依赖氧化磷酸化，通过药物或基因扰乱线粒体的活性（通过抑制Bcl-2），可以引起LSCs针对性的靶向消除[1]。有研究发现通过抑制线粒体翻译机制，可以抑制人体的LSCs。这些发现都表明，能量代谢的关键部分，或许可以作为靶向干扰消除LSCs的方向。这种治疗方法是通过改变细胞基本生理实现的，因此较少受到LSCs异质性的影响，可以对基本上所有的LSCs起作用，因而可能会成为相对全面化的治疗方式[1]。
引发AML的基因始动突变，会相应引起相关表观遗传学的改变，所以针对表观遗传调控因子的靶向治疗，在理论上也可以损害LSCs。例如，一项关于MLL基因重排的AMLs研究表明，H3K79甲基转移酶DOT1L是AML转变过程中的关键调控因子；基因层面和药理层面的DOT1L抑制剂都可以损害LSCs；并且，抑制DOT1L对白血病细胞具有选择性，对正常的造血过程损伤很小。这些发现促使人们研发出临床水平的DOT1L抑制剂pinometostat（EPZ-5676;Epizyme），并且该药物已经进入早期临床试验阶段。根据临床前研究模型，这些药物预计会对LSCs有效[1]。
类似地，在MLL-AF9融合基因小鼠的LSCs中，特异性赖氨酸脱甲基酶KDM1A是白血病转变过程中的关键因子，它的抑制剂可以使得人原始AML细胞对全反式维甲酸的治疗更敏感[1]。
总之，有大量数据支持基于表观遗传调控因子的LSCs靶向治疗的可行性，这种治疗方式尤其对起源于MLL易位的白血病有效。这些治疗方式可以在某些程度上重建原始细胞的分化能力，因此可以减少这些细胞的自我更新、提高这些细胞对其它药物的敏感性。将表观遗传调控因子相关靶向治疗融入到传统治疗方式中，可能是未来极具前景的治疗方式[1]。
LSCs所处的微环境支持着LSCs代谢、活动，寻找扰乱LSCs所处微环境的方式，也是一种潜在的损害LSCs的方式。早期研究发现，特异性抗CD44抗体可以在体内强烈抑制人LSCs的生长，CD44可能与LSCs在微环境中的寄居、交互有关[1]。有报道称，抵抗化疗的AML LSCs寄居在骨髓内膜区域，这里也是正常HSCs常常寄居的区域；LSCs也被发现寄居在脂肪贮存组织，这些组织的内环境因子可以驱使LSCs代谢改变，导致LSCs的化疗耐药性；间叶细胞可以将线粒体转移至LSCs，影响LSCs的代谢，使得它们可以抵抗化疗[1]。这些发现表明，改变LSCs所处的微环境，或者阻止LSCs与微环境的交互影响，可能会提高LSCs对药物的敏感性，成为一种辅助治疗手段。
有证据显示促炎症环境可以影响LSCs的生存和生长。自分泌TNF-α可以激活NF-κB，NF-κB被认为与细胞恶性转变有关。促炎症环境有利于LSCs的生长，并可以削弱正常HSCs的分化能力。因此，抑制促炎症反应相关因子可以抑制LSCs的活性，也有利于正常HSCs的生存。这种干预方式特别适用于化疗后治疗，因为化疗后需要抑制残留病灶的生长、促进正常造血的恢复[1]。
许多研究表明，第一次CR时MRD的表型和基因异质性比初诊断时降低[2]。即第一次CR时，病人体内的LSCs更具同质性，第一次CR期可能是最适合运用新靶向治疗方式来靶向攻击LSCs的时期[2]。因为LSC靶向治疗对大量的白血病细胞活性有限，在低肿瘤负荷、低肿瘤异质性状态下可以被更好地利用[2]。异基因造血干细胞移植后的MRD状态，更是研究新型LSC靶向治疗的十分有利的背景，在这种背景下，肿瘤负荷最少、肿瘤异质性最小[2]。
但是，也有研究表明，相比于初诊断的治疗前的LSCs，当LSCs暴露在没办法治愈的化疗下，会进展出大量的更具异质性和复杂性的LSCs；提示在疾病发展最早期实施LSCs靶向治疗至关重要，也就是说在初诊断时或是在传统化疗前或是与传统化疗一起实施LSCs靶向治疗；这时LSCs最脆弱、复杂性最小、数量最少[7]。在传统化疗前实施LSCs靶向治疗，可以通过骨髓穿刺来测定LSCs靶向治疗的独立作用，避免传统化疗对这种效果测定的影响，也可以更好地研究LSCs靶向治疗的副作用和毒性[7]。在传统化疗后，LSCs复杂性、异质性受化疗影响而提升，使得LSCs靶向治疗更困难[7]。
鉴于LSCs与其后代白血病细胞的异质性，目前的LSCs靶向治疗对分化较成熟的大量白血病细胞无效。因此，至少在未来较长一段时间内，LSCs靶向治疗需要与传统化疗结合，共同运用于病人的治疗过程[1]。不过，LSCs靶向治疗时机的选择极具争议，究竟在何时实施LSCs靶向治疗能够给病人带来最好的预后，仍需较长时间的临床评估。
三、总结与展望
白血病干细胞（LSCs）被认为是急性髓系白血病（AML）的起源，并在疾病的维持和复发中起主要作用。关于对LSCs的测定，最初是以AML细胞能否成功植入免疫缺陷小鼠来判断；随着流式细胞技术的发展，我们寻找AML细胞中表达最原始表型的细胞，并将其推定为LSCs。这种推定的LSCs的表型与病人预后显著相关；推定的LSCs表达原始HSC表型（CD34+CD38−高乙醛脱氢酶活性）的病人呈现出显著的低完全缓解率，同时有很低的无事件生存率和总生存率；最原始的细胞呈现出更成熟表型的AML，有着更好的临床结局。
LSCs靶向治疗有望成为治疗AML病人的有效策略。然而，LSCs的异质性以及LSCs靶向治疗对正常生理的影响，将影响这种治疗方式的效果，也成为这种治疗方式走向临床的障碍。研究LSCs的特性，对于发展LSCs靶向治疗至关重要。
针对LSCs免疫表型、细胞代谢、表观遗传调节、细胞微环境等的靶向治疗方法，很多都已处于临床评估阶段，有望在不久的将来投入运用，改善AML病人的预后。找出最适合LSCs靶向治疗的时机和环境，对于提高这种治疗方式的治疗效果十分关键；但目前关于最适合的治疗时机仍有很大争议，需要日后进一步临床评估来判断。
刘加军 教授
教授、主任医师、博士生导师
中山大学附属第三医院血液科主任
欧洲肿瘤协会抗癌分会会员
中国免疫协会会员
广东省医疗行业协会常委
广东省血液学会会员等
从事血液病临床及基础工作30余年。曾主持国家自然基金3项，省部级课题8项，在国内外发表论文100余篇，其中SCI论文30余篇。
目前担任SCI 杂志 Anti-Cancer Drugs 常务编委、教育部“中国科技论文在线”特邀评审专家等。
2006 年被评为教育部“新世纪优秀人才”。2012年荣获广东省科技进步三等奖。
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