伊马替尼治疗慢性粒细胞白血病耐药的机制及新进展
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iE耍匡药2Q!Q堡垒旦笺堑鲞一苤垒塑』i§堡娶i丛!垂i!尘』!丛翌堑:△匹2Q!Q:y虫:箜,盟!墨・361・景。hyper—methylationisassociatedwiththeprogressionofadultT-cell3.2As203的去甲基作用最近几年用砷剂治疗自leukemia/lymphoma.AmJPath01.2010,176(1):402血病引起关注,砷干扰甲基转移酶。砷剂治疗与肿瘤【6】ChimCS,FungTK,CheungWC,eta1.SOCSIandSHPlhyperme—thylationinmultiplemyeloma:implicationsforepigeneticactivation抑制基因的甲基化有关.最近几年As203治疗急性oftheJak/STATpathway.Blood.2004,103(12):4630早幼粒细胞白血病引起人们广泛注意,三氧化二砷【7】KimJH,ChoiYD,LeeJS,eta1.AssessmentofDNAmethylationfor具有杀伤自血病细胞、促进白血病细胞凋亡和诱导thedetectionofcervicalneoplasiainliquid—basedcytologyspecimens.细胞分化的三重作用。同时它去甲基化作用Et益受GynecolOnc01.2010,116(1):99到重视。其机制考虑:其一,砷剂能通过部分或选择【8】XuSB,LiuXH,LiBHeta1.DNAmethylationregulatesconstitutive性抑制s一腺苷甲硫氨酸依赖的甲基转移酶.如expressionofStat6regulatorygenesSOCS-1andSHP-1incoloncancercells.JCancerResClinOnc01.2009,135(121I:1791DNMT3A、DNMT3B。维持基因的去甲基化状态。其【9]WeisenbergerDJ,VelicescuM,Chengjc,eta1.RoleoftheDNA二.砷剂需要在肝脏内分解为一甲砷酸和二甲砷酸.methyhransferasevariantDNMT3b3inDNAmethylation.CancerRe*,其毒性才能被解除。这个过程序要消耗s一腺苷甲硫2004,2(1):62氨酸的甲基,胞内缺甲基状态.使甲基化模式不稳【10】StewartDJ,DonehowerRC,EisenhauerEA,eta1..AphaseIpharma-eokineticandpharmacodynamicstudyoftheDNAmethyltransferase定,导致去甲基化。所以,砷剂可作为又一种去甲基1inhibitorMG98administeredtwiceweekly.Oncol,2003,14:766化药物应用在临床。【11]TurksonJ,KimJS,ZhangS,eta1.Novelpeptidomimetieinhibitors参考文献ofsignaltransducerandactivatoroftranscription3dimerizationand[1】TsuiHW,HasselblattKMartinA,eta1.Molecularmechanismsun・biologicalactivity.MolCancerTher.2004,3(3):261derlyingSHP一1geneexpression.Eur.J.Biochem,2002,269:3057【12】UlaneCM,RodriguezJJ,ParisienjP,.etalSTAT3ubiquitylation[2JZhangQ,WangHY,MarzecM,e【a1.STA’1"3一andDNAmethyl—anddegradationbymumpsviressuppresseytokineandoneogenesig-transferase1——mediatedepigenetiesilencingofSHP—・1tyrosinephos—naling.JVir01.2003,77(11):6385.phatasetumorsuppressorgeneinmalignantTlymphocyte..ProcNail【13】FangJC,SuZLQiuG,eta1.SHP-1gene’SmethylationstatusofAcadSciUSA,2005,102(19):6948Daudilymphomacellandthedemethylationeffectof5一a∞一2’-de-[31NakaseK,ChengJ,ZhuQ,eta1.MechanismsofSHP一1P2promot—YeXueZaZhi.2006,27(10):670erregulationinhematopoietieceHsanditssilencingin肌V一1一oxyeytidine.ZhonghuaXue【14】LuoJM,LiY,YangLeta1..Effectofamethylationinhibitor5-transformedTcells.JLeukocBi01.2009.85(1):165aza-2’-deexycytidineonSHP-1geneexpression,proliferationand【4】UhmKO,LeeES,LeeYM,eta1.DifferentialmethylationpatternofapoptosisinK562ceils.ZhongguoShiYanXueYeXueZaZhi.2009,ID4,SFRPl,andSHPlbetweenacutemyeloidleukemiaandchronic17(2):309myeloidleukemia.JKoreanMedSci.2009,24(3):493f收稿日期2010-01—25)151SatoH,OkaT'ShianouYelal,.Multi—stepaberrantCpGisland伊马替尼治疗慢性粒细胞白血病耐药的机制及新进展肖芸综述王小中审校[关键词】BCR—ABL;伊马替尼;耐药;突变【中图分类号】R979.1目前,伊-辙(imatinibmesylate,Gleevec/Glivec)应用的积累。部分患者发生伊马替尼耐药。这促使人是治疗慢粒的一线药物.属于ABL酪氨酸激酶抑制们寻找新的治疗CML和伊马替尼耐药的药物。本文剂.是以ABL蛋白激酶的ATP结合位点为基础而就BCR—ABL的分子生物学和伊马替尼治疗CML设计合成。它通过抑制BCR—ABL自身磷酸化和底的进展综述如下。物磷酸化。而抑制细胞增殖和诱导凋产。但随着临床1BCR—ABL的分子结构ABL基因是Abelson鼠白血病病毒(A—MuLV)作者单位:330006南昌.南昌大学第二附属医院检验科癌基因的人类同源基因.它编码一个145kd的非受‘国家自然科学基金项目(N030700328)体型TK。5’端包括3个SRC同源域(SIll—SH3),酪万方数据・362‘匹疆隧一塑坦生尘旦笙笠鲞蔓璺塑』i垒坠丛i丛趔i!型&!堡垦!,△匹2Q!Q,yQ!:堑,盥!:垒氨酸激酶(TK,tyrosinekinase)功能域位于SHI,SH2和SH3与其他转导蛋白结合。SHl是致癌的最重要功能域,3’端有核定位信号(NLS),DNA结合域.肌动蛋白结合基序。BCR基因编码一个相对分子质量为160KD的蛋白,其主要功能域有:卷曲螺旋寡聚体区(coil-coiled区)可以形成BCR二聚体.激活SHl以及肌动蛋白结合:苏氨酸一丝氨酸激酶区:Y177残基和Grb一2结合。在BCR—ABL融合基因形成过程中.ABL断裂点通常位于外显子Ib或Ia上游或二者之间。但是在BCR—ABLmRNA中BCR始终和ABL外显子2融合一起。2BCR—ABL的致病机制BCR—ABL基因能够编码和表达酪氨酸蛋白激酶.从而通过作用于一系列复杂的细胞信号传导途径.导致细胞的恶性增生、细胞凋亡减少和骨髓基质细胞粘附性下降。BCR—ABL蛋白中ABL的SHl结构域TK活性异常.导致与ATP的结合,使与ABL结合的信号转导蛋白发生磷酸化而激活,其下游信号转导通路有RAS—MAPK通路、JAK—STAT通路、PI一3I激酶通路、MYC通路。越来越多的证据显示,P210BCR-s札不但干扰调节细胞因子的增殖和抑制凋亡.而且引起造血干细胞调节生长和分化的必须黏附程序的缺失。Ph+K562细胞株显示结合基质层、粘连蛋白等的能力减少.结果导致骨髓祖细胞大量增生、凋亡减少与骨髓基质细胞粘附性下降。使大量不成熟的髓细胞释放到外周血.产生CML的临床表现。3CML的治疗随着对BCR—ABL融合蛋白研究的深入.BCR—ABL也成为一个临床治疗的重要靶标。酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼STl571为CML的治疗带来了革命性的进展.成为人类历史上第一个直接针对致病基因进行靶标治疗的抗肿瘤药物的成功典范.现已成为CML病人的一线治疗药物。伊马替尼是苯胺嘧啶类的衍生物,属于一种口服酪氨酸激酶抑制剂,在表达BCR—ABL融合蛋白的CML和急淋病人中它能通过抑制BCR—ABL自身磷酸化和底物磷酸化.而抑制细胞增殖和诱导凋亡。3.1伊马替尼耐药机制尽管伊马替尼对CML患者有很好的治愈率.但还是有部分病人出现伊马替尼耐药或者初步治疗后复发(获得性耐药)。耐药分为原发性耐药和获得性耐药.原发性耐药定义为3个月未达完全血液学缓解,12个月未达部分细胞遗传万方数据学或18个月未达完全细胞遗传学缓解。最常见的耐药机制包括胞内药物浓度下降,BCR—ABL激酶域突变.BCR—ABL基因扩增和过度表达和克隆过程中激活的另外的转化途径【”。除了以往检测到的点突变,最近发现BCR—ABL基因中从8号内含子到C末端有35bp片段插入阁。BCR—ABL基因扩增或mRNA水平增高是较为少见但已经确定的一种伊马替尼耐药机制,这种耐药可以通过加大药物剂量来克服。伊马替尼的治疗敏感性依赖于胞内药物浓度。White等[31最近研究表明造血细胞的药物摄人有赖于人类有机阳离子运载体l(organiccationtransporter一1。OCT-1)。OCT-1是运载体超家族的一员,含跨膜区和结合区。White等研究发现具有高活性OCT—I的患者不论摄入伊马替尼药物浓度高低都能有非常好的分子学缓解.相反地,活性低OCT一1的患者有很明显的药物剂量一依赖关系。因此,OCT一1活性是患者经伊马替尼治疗后是否能达到分子学缓解的重要决定因子.并且可以很好的预测用药剂量。原发性和继发性耐药在慢粒的慢性期和急性期均能发生。虽然伊马替尼耐药是多因素造成。但BCR—ABL激酶域点突变是继发性或获得性耐药的最常见原因,但在慢性阶段却很少发生【4'习。这些突变导致BCR—ABL蛋白激酶域内的氨基酸替换.破坏伊马替尼和BCR—ABL蛋白的结合。直接或间接的造成药物敏感性下降。这些点突变改变BCR-ABL上结合点的氨基序列或者构象。使得伊马替尼无法结合并起作用。目前。在伊马替尼耐药患者中已明确大概90种不同的BCR—ABL突变。其中有些最常见的。占了60%.70%,分别影响残基Gly2¥0,Tyr253。Glu255.Thr315,Met35l和Phe359[田。突变的类型不同导致的耐药程度也不一样:一些突变导致完全耐药(Y253F/H。E255K和13151),而一些导致部分耐药(M244V.F317L和Met351T),这取决于药物结合是被阻止还是只是被抑制.而后者可以通过加大药物剂量克服。一些耐药患者的BCR—ABL激酶域突变点位于ATP结合区。这是一段高度保守序列.即所谓的ATP结合环(P环)(a』t.248-256,LGGGQYGEV)。最近有报道发现.患者经伊马替尼治疗后产生耐药前2.8个月能检测到P环的突变.前6.3个月能检测到乃151的突变.前10.8个月能检测到M351T的突变.前2.9个月能检测到A环突变,这些突变的检测能提示病程接近对伊马替尼耐药1"0。所以.早期检测匹堕医垫2Q!鳢』~旦笙箜鲞4幽JianxiMedicalJournal,Apr2010,V01.45No.4・363・到这些突变能适时的对慢粒患者治疗做出重新评估,比如加大剂量或选择不同药物。为了能及早检测到CML患者不良预后并选择最优治疗方案。当然是能越早筛查到激酶域突变对患者越好,但是,对初次用伊马替尼患者进行高敏感度的突变筛查是没有帮助的,因为这很难确定检测到的突变是否能引起复发|8】。最近有专家小组提出tgJBCR—ABL激酶域突变筛查的重要性并建议:用伊马替尼治疗3个月未达完全血液学缓解.12个月未达主要细胞遗传学缓解.18个月未达主要分子学缓解的患者应该做突变筛查。最近发现Src家族中的I.YN激酶能调节伊马替尼治疗CML的敏感性.并且在经过伊马替尼治疗失败并没出现BCR—ABL突变情况的患者体内发现持续的LYN激酶活性㈣。这提示在有高LYN激酶表达的细胞中.如果能联合使用针对BCR—ABL和LYN激酶的药物或许对克服伊马替尼耐药有帮助。3.2针对伊马替尼耐药的治疗策略为了克服伊马替尼耐药.越来越多的酪氨酸激酶抑制剂已经研发出来或正在研究。这些新的抑制剂包括选择性ABL抑制剂(nilotinib),ABIJSrc家族抑制剂(dasatinib.bosutinib。INNO一404,AZD0530),Aurora激酶抑制剂(MK埘57.PHA一739358)和BER—ABL非ATP结合位点竞争性抑制剂(ON012380),,许多临床前研究显示,这些药有非常好的效果。其巾,dasatinib[111和好的血液学和细胞遗传学缓解率。这些第二代酪氨酸激酶抑制剂事实上已经能抑制大部分不同形式突变后的激酶活性.除了T315I型突变KI。Bosutinib对伊马替尼敏感或耐药的BCR—ABL阳性细胞均有抗HA739358对包括T315I在内的所导致的耐药.包括T315I突变.成为治疗CML的过二线治疗后仍然出现耐药.原因是他们的突变后万方数据会提高复合突变,即在同一分子中出现两到三种BCR—ABL突变,导致变异的致癌效应【181。数据显示相继使用不同激酶抑制剂可能会带来更大风险.而同时联合使用不同的激酶抑制剂能使治疗更有效。目前.对于新诊断慢粒慢性期的患者已开始把第二代激酶抑制剂用作一线药物f19J。对于那些目前就二代激酶抑制剂依然耐药的患者.或者无法承担长期伊马替尼治疗的患者.考虑血细胞移植。在墨西哥两家医学中心.学者将患者分为两组,一组做移植治疗,另一组给予伊马替尼治疗.结果显示两组总存活率并无区别冽。数据显示先使用酪氨酸激酶抑制剂治疗比先血细胞移植治疗更为安全,疗效也可能更好,尤其是达到完全细胞遗传学或分子学缓解的患者。而且激酶抑制剂的使用并不影响移植副反应[21I。目前针对伊马替尼耐药的治疗策略.除了第二代激酶抑制剂和血细胞移植.还有靶向BCR—ABL依赖的信号转导途径和刺激对抗疾病的免疫应答。这几种策略联合应用于慢粒也许能提高治愈率。在BCR—ABL的众多下游信号途径中.能作为靶点的包括JAK/STAT、P13K/Akt和Ras/Raf/MEK/ERK。靶向Ras途径的药物有法呢酰基转移酶.比如Lona—famib.已经证实能成功地抑制野生型BCR—ABL下游Ras信号途径以及T315I突变细胞系.并且增强了伊马替尼对早期慢粒原始祖细胞的细胞毒性㈤。还有BMS一214662.被证实在只有少量正常造血干细胞情况下能有效诱导CML原始祖细胞的凋亡.并且能对抗表达T315I突变的白血病细胞阿。在众多P13K/AKT信号抑制剂中,雷怕霉素和它的衍生物。RAD001。已被证实能提高伊马替尼对BCR—ABL过度表达的细胞和伊马替尼耐药细胞的抑制效应刚。有研究表明在伊马替尼治疗的基础上加用MPAf一种次黄苷酸脱氢酶抑制剂)能减少Stal5和Lyn(Src激酶家族的一员)的磷酸化.继而使表达BCR—ABL的细胞凋产阎。目前,对伊马替尼耐药的CML治疗方法包括:达沙替尼、高剂量伊马替尼、异基因造血干细胞移植和干扰素等.达沙替尼等第二代ABL激酶抑制剂的联合应用可抑制耐药BCR—ABL激酶结构域突变体的出现。但值得一提的是.第二代ABL激酶抑制剂有一个显著的弱点.即BCR—ABUT315I突变对达沙JAK—STAT也是一条BCR—ABL的下游信号途径.已nilotinibt-2】已经证实能用于临床.并且已报道有非常增殖活性.包括BCR—ABL激酶域Y253F,E255K和D276G突变.但同样的对于T315I突变不起作用1131。Bosutinib能抑制CML祖细胞增殖.但是只能轻微诱导凋亡并且无法消灭原始静止期细胞|14j。而Aur01.a激酶抑制剂PBCR—ABL突变均有效嘲.最近有报道新激酶抑制剂AP24534,它能克服所有现已检测m的激酶域突变全效BCR—ABL抑制种垌。尽管如此,一些患者在经果是又会导致对新酪氨酸激酶抑制剂的耐药fⅢ。另外.最近有报道表明相继使用不同激酶抑制剂可能‘364‘匹耍匡药垫!Q堡垒旦笙箜鲞箜垒塑』i垦坠墼i丛曼垂i!塑』塑堡出。△卫鲨垫!Q,y丛:笪,塑!:垒替尼和尼罗替尼具有高度耐药性。目前,针对BCR—ABL/T315I突变的第三代ABL激酶抑制剂正在开发。参考文献【l】JFAppedye.Mechanismsofresistancetoimatinibinchronicmyeloidleukaemia.LancetOncol,2007,8:1018【2】Lauda&oJ,DeiningerMW,MauroMJ,eta1.Anintron—derivedin—sertion/trun-cationmutationintheBCR—ABLkinasedomaininchronicmyeloidleukemiapatientsundergoingkinaseinhibitorthem-py.JMolDiagn,2008,10:177【3】DLWhite,VASaunders,PDang。eta1.MostCMLpatientswhohaveasuboptimalresponsetoimatinibhavelowOCT-1activityhigherdosesofimatinibmayovercomethenegativeimpactoflowOCT-1activity.Blood,2007,l10:410634【4】HKA1All,MCHeinrich,TLange,eta1.HighincidenceofBCR—ABLkinasedomainmutationsandabsenceofmutationsofthePDGFRandKITactivationloopsinCMLpatientswithsecondaryre—sistancetoimatinib.HematolJ'2004.5:55【5】SSoverini,SColarossi,AGnani,eta1.WorkingPartyonChronicMyeloidLeukemia,contributionofABLkinasedomainmutationstoi-matinibresistanceindifferentsubsetsofPhitadelphia-positivepa-tients:bytheGIMEMAWorkingPartyonChronicMyeloidLeukemia.ClinCancerRes,2006,12:7374【6】E.Weisborg,PWManley,SWCowan-Jacob,eta1.Secondgenera-tioninhibitomofBCR—ABLforthetreatmentofimatinib-resistantchronicmyeloidleukemia.NatRev.Cancer,2007,7:345【7】ErnstT。ErbenP,MtillerMC,eta1.DynamicsofBCR—ABLmutatedclonespriortohematologicorcytogeneticresistancetoimatinib.Haematologica,2008,93:186【8】SGWillis,TLange,SDemehri,eta1.Hig}I—sensitivitydetectionofBCR-ABLkinasedomainmutationsinimatinib-naivepatients:oog-relationwithclonalcytogeneticevolutionbutnotresponsetotherapy.Blood,2005。106:2128【9】MBaccarani,GSaglio,删Goldman,eta1.Evolvingconceptsinthemanagementofchronicmyeloidleukemia.RecommendationsfromanexpertpanelonbehalfoftheEuropeanLeukemiaNetBloed,2006。108:1809【10]WuJ'MeugF,Lu}Leta1.LynregulatesBCR-ABLandGab2tyrosinephosphorylafionandc—Cblproteinstabilityinimatinib—re—sistantchronicmyelogenousleukemiacells.Blood,2008,111(7):3821[1l】AHochhaus,HM.Kanta巧ian,MBaccarani。eta1.Dasatinibin—dacesnotablehematologicandeytogeneticresponsesinchronic—phasechronicmyeloidleukemiaafterfailureofimatinibtherapy.Blood,2007,109:2303【12】HMKantaljian,FGiles,NGattermann,eta1.Nilotinib(formerlyAMNl07),ahishlyselectiveBCR—ABLtyrosinekinaseinhibitor,iseffectiveinpatientswithPhiladelphiachromosome—positivechronicmyelogenousleukemiainchronicphasefollowingimatinibresistance万方数据andIntolerance.Blood,2007.110:3540fl3】PuttiniM,ColueciaAM,BosehelliF,eta1.Invitroandinvivoac-tivityofSKI一606,anovelSrc—Ahlinhibitor,againstimatinib—resis-tantBcr-Abl+neoplasticcells.CancerRes,2006,66:l1314【14】KonigH,HolyoakeTL,BhatiaR.EffectiveandselectiveinhibitionofchronicmyeloidleukemiaprimitivehematopoieticprogenitorsbythedualSrc/AblkinaseinhibitorSKI一606.Blood,2008,ll1:2329【15】GontarewiczA,BalabanovS,KellerG,eta1.Simultaneoustarget.ingofAurorakinasesandBcr-Ablkinasebythesnlallmoleculein-hibitorPHA-739358iseffectiveag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