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急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia,AML)定义为未成熟的髓系血细胞前体细胞恶性增殖。AML患者的生存率很低,儿童AML患者的5年生存率约为65%,成年患者仅约为25%。AML的标准治疗方案一直是以阿糖胞苷和柔红霉素为主的化疗,但是多数老年AML患者无法承受高强度的化疗,因此急需新的治疗方案以改善AML患者,尤其老年患者的生存率。FMS样酪氨酸激酶3(FLT3)是一种受体酪氨酸激酶,其在大约三分之一的AML患者中为突变体。大约25%的AML患者携带FLT3内部串联重复(ITD)突变,5%-10%的AML患者携带FLT3激酶结构域点突变(TKD)。FLT3基因突变导致FLT3下游PI3K/AKT、RAS/RAF/MEK/ERK和JAK/STAT5等信号通路持续性激活,促进细胞增殖与存活,抑制细胞凋亡。含有FLT3-ITD突变的AML患者预后极差,因此抑制FLT3是一种合理的AML治疗策略。Midostaurin是第一代FLT3抑制剂,于2017年4月被美国食品与药品管理局(FDA)批准与标准7+3化疗联合治疗初诊的FLT3突变AML患者。但老年以及有并发症的AML患者无法耐受标准化疗,限制了上述疗法的应用。2018年11月,美国FDA批准了另一种FLT3抑制剂Gilteritinib用于治疗复发或难治的成人FLT3突变阳性AML患者,疗效依然有限。因此,急需寻找新的针对FLT3突变型AML的治疗方案。Bcl-2选择性抑制剂Venetoclax(ABT-199),于2018年11月被美国FDA批准与低剂量的阿糖胞苷或去甲基化药物阿扎胞苷或地西他滨联用,治疗75岁或以上以及有并发症不适合诱导化疗的初诊AML患者。我们之前的研究表明,Venetoclax减少了Bim与Bcl-2的结合,但却代偿性增加Bim与Mcl-1结合,从而阻止AML细胞凋亡的发生。因此,将能下调Mcl-1的药物与Venetoclax联合应用将可能产生协同抗AML活性。FLT3下游信号通路PI3K/AKT和RAS/RAF/MEK/ERK信号通路的活化会导致Mcl-1磷酸化,增强其蛋白质稳定性;JAK/STAT5信号通路的活化会使NF-κB活化,从而使Mcl-1基因转录水平上升。因此我们推测FLT3抑制剂能下调Mcl-1表达水平。由此,我们提出Midostaurin或Gilteritinib能通过抑制PI3K/AKT、RAS/RAF/MEK/ERK和JAK/STAT信号通路活性,下调Mcl-1,与Venetoclax协同诱导FLT3突变型AML细胞凋亡。为了验证该假说,我们在AML细胞株和患者临床样本中探究了Midostaurin或Gilteritinib与Venetoclax联合抗FLT3突变型AML的活性。结果表明,Midostaurin或Gilteritinib与Venetoclax联合用药均能协同诱导FLT3突变型AML细胞株或患者临床样本细胞凋亡。在健康人的外周血单核细胞中Midostaurin或Gilteritinib与Venetoclax联合仅仅引起了少量的细胞死亡,预示两药联合具有良好的肿瘤选择性与安全性。在利用FLT3突变型AML细胞株MV4-11构建的小鼠移植瘤模型中,Gilteritinib与Venetoclax联合应用展示出极具潜力的体内抗AML活性。接下来我们探究了Midostaurin或Gilteritinib联合Venetoclax协同抗FLT3突变型AML的分子机制。我们发现,Midostaurin和Gilteritinib能够抑制ERK与JAK2/STAT5信号通路活性,减少Mcl-1转录,从而下调Mcl-1的蛋白水平,将它们与Venetoclax联合应用会同时抑制Bcl-2和Mcl-1与Bim结合,促进Bim游离,进而活化Bak/Bax,协同诱导内源性凋亡。另一方面,Midostaurin、Gilteritinib与Venetoclax单独使用会诱导ERK活化,并产生耐药性,而Midostaurin或Gilteritinib与Venetoclax联合应用能够消除各自诱导的ERK活化,最终产生协同抗AML活性。综上所述,本研究证明FLT3抑制剂与Venetoclax联用能够产生协同抗FLT3突变型AML活性;二者联合应用导致同时下调Mcl-1与抑制Bcl-2,降低细胞凋亡发生阈值以及消除彼此诱导的ERK活化。本研究为Midostaurin或Gilteritinib与Venetoclax联合应用治疗FLT3突变型AML患者提供了充足的理论依据与实验基础,促进了该疗法的临床转化,为FLT3突变阳性AML患者特别是老年患者带来了新希望。