综述? 急性白血病FLT3 基因突变及其靶向抑制 的研究进展孙雪梅? ? 作者单位: 210008? 南京大学医学院附属鼓楼医院? ? FLT3( Fms?like tyrosine kinase 3) 又称作 FLK ?2( fetal liverkinase ?2)和 STK1(human stem cell kinase ?1) , 是一种受体型酪氨酸激酶, 与 c ?KIT 和 PDGFR 同属 型受体型 PTK 家族, 在造血干细胞、 树突状细胞、 B 前体细胞和自然杀伤细胞的增殖和分化中起着重要的调节作用[ 1]FLT3 基因突变与急性髓性白血病(AML) 的发病密切相关, 且为预后不良的独立指标, 在靶向治疗理念逐步强化、 药物研发加速发展的今天,FLT3作为一个新的靶点引发了一轮新的抑制剂开发热潮一、 FLT3 基因突变与白血病发病的关系正常情况下, FLT3 的表达仅仅限于 CD34+的造血干细胞, 其配体为 FL( FLT3 ligand), 无配体存在时, 近膜结构域对FLT3二聚体形成和活化起着抑制作用[ 2], 当配体 FL 与 FLT3受体结合, 后者发生二聚体化, 使得激酶结构域的构象发生改变, 酪氨酸残基磷酸化, RAS ?GAP、 PLC ??、 PI3 ?激酶、 STAT5和 ERK1/2 等底物蛋白被激活, 通过一系列细胞内信号传递, 细胞增殖信号转导入细胞核, 造血干细胞发生增殖和活化。
Birg(1992年) 和 Carow( 1996 年) 对急性白血病患者骨髓标本进行了 FLT3 的检测, 发现绝大部分白血病细胞 FLT3 表达异常, 表现为 AML 和急性淋巴母细胞白血病(ALL) 患者白血病细胞中FLT3 表达与 CD34 表达不同步国内李东等人的研究获得类似的结论Nakao 等人率先对 FLT3 异常表达的机理进行分析, 提示 FLT3基因突变是造成 FLT3异常的原因业已发现 AML 患者 FLT3 基因突变主要表现为两种形式: 近膜结构域的 14、 15外显子内部串联重复(internal tandemduplication, ITD) 和激酶结构域(tyrosine kinase domain, TKD) 的20 外显子的点突变( point mutation, PM) 两种突变均可造成FLT3酪氨酸激酶的结构性活化其中 FLT3?ITD 见于约 15%~ 35% 、 FLT3 点突变见于约 5% ~ 10% 的成人 AML; 在骨髓增生异常综合征(MDS) 患者 FLT3 基因两种突变形式的发生率分别为 5% ~ 10% 和 2% ~ 5% ; 在儿童急性白血病中两者的发生率分别为 11?5% ~ 15?4% 和 3?3% ~ 5?8% 。
最近,Taketani等报道 MLL 基因重组和高倍体染色体的 ALL 婴儿,常常存在 FLT3 基因突变FLT3 基因突变已经被公认是 AML 中发生率最高的一种基因改变FAB 分型中所有的类型均可发生 FLT3 ?ITD, 其中M3 中 FLT3 ?ITD 的发生率最高, 可达 40% , 大量的临床资料提示 FLT3异常活化与临床上高白细胞、 高复发率、 提示患者预后不良多因素分析显示 ITD 为判断总的生存率的一个独立预后因素, ITD 阳性和阴性患者的总的生存率和 5 年生存率有显著差异此外, MDS 患者在向 AML 转化过程中常常发生 FLT3 ?ITD 和 N ?ras 基因突变, 而前者为MDS 预后不良的指标[ 3]FLT3 基因突变致 AML 机理仍未阐明一方面, 酪氨酸激酶异常活化引起的细胞因子非依赖性细胞增殖与疾病发生密切相关目前尚未明确 ITD 是如何造成配体非依赖型FLT3 结果活化的, 推测 ITD 可能减弱了近膜结构域正常的自抑制作用, 或是干扰了近膜结构域内在的自身负调节效应, 结果FLT3 受体的空间结构发生改变, 暴露出酪氨酸激酶结构域磷酸化结合位点, 启动信号转导级联。
TDK 的点突变引起 FLT3活力增高的机理也不明确, 与 ITD 不同, 内在的酪氨酸激酶活力提高可能为主要的致病机制另一方面, 与野生型 FLT3 信号转导途径不同, FLT3 ?ITD 抑制髓系转录因子的功能, 干扰正常情况下 FLT3 诱导造血干细胞分化的效应[ 4]二、 FLT3 靶向抑制剂的研究进展正因为 FLT3突变在 AML 中的高发生率和对不良预后的提示作用, 针对 FLT3 的靶向抑制研究掀起了继 BCR ?ABL酪氨酸激酶抑制剂 STI571 的研发后的又一研究热潮但是FLT3 酪氨酸激酶抑制剂研发的难度远非前者可比, 一方面是因为 AML 的发生往往需要至少两种基因突变的累加, 而不像 CML 仅仅单个基因突变即可发生肿瘤表型, 因而要获得对白血病细胞的抑制需要不同的抑制剂的协同治疗[ 1], 但是 AML 发病相关基因的研究远未完善, 这给 FLT3 抑制剂的开发带来了一定的难度; 其次, FLT3 受体与其他 型 PTK 受体的结构同源性高, 往往不易获得选择性高的抑制剂, 临床上用药的副作用不可避免; 再者, 迄今 FLT3 突变型的信号转导途径尚未十分明确, 理想靶点的选择应该是只干扰突变型FLT3 的信号转导, 而对野生型和其他 型 PTK 的信号转导无影响, 靶点的寻找仍处于摸索阶段。
目前 FLT3靶向抑制的策略主要为小分子酪氨酸激酶抑制剂抑制蛋白质磷酸化, 干扰信号转导途径, 影响白血病细胞的增殖和分化靶向基因干扰的研究尚未见报道最近,ImClone 公司研发成功了人源性抗 FLT3 的中和抗体, 并已在?774?江苏医药杂志 2004年 10月第 30卷第 10期? JiangsuMed J, October 2004, Vol 30, No. 10荷瘤动物模型中显示其良好的抑瘤效应[ 5], 单克隆抗体技术为FLT3 靶向治疗提供了新的策略FLT3小分子酪氨酸激酶抑制剂的开发最早是从非特异性酪氨酸激酶抑制剂开始的, Zhao 等发现 herbimycin A 可以抑制FLT3 突变细胞株的增殖并在动物模型上显示其对肿瘤生长的抑制AG1295和 AG1296 是 Tyrphostin 类的抑制剂体外实验证明它们具有抑制 FLT3 突变细胞的生长, 但是其非特异性使得其用于人体受到极大限制, 促使研究转向特异性更强的酪氨酸激酶抑制剂, 几个研发中的 型受体型PTK 抑制剂被用来检测其对 FLT3 突变这个靶点的抑制作用, 其中CEP ?701、 SU5416、 SU11248、 CT53518(MLN518) 和 PKC412 已经进入临床 !?∀期临床验证, 初步结果显示它们均可不同程度地降低骨髓和/或白血病细胞比例, 甚至有个别病例用药后达到完全缓解, 提示这类药物对于部分病例是有效的; 而且相对于常规化疗, 此类药物副作用轻微, 临床耐受性良好[6~ 10]。
但是与 STI571 的! ~ ∀期临床验证结果比较来看, FLT3抑制剂的初步临床疗效并不令人满意, 这是在预料中的结果因为与 CML 比较而言, AML 临床进展快、 细胞遗传学和基因改变复杂、 临床异质性大; 再比较 BCR ?ABL 和 FLT3 基因突变的性质, 前者可独立导致模型动物的 CML 表型, 而FLT3突变必须与其他基因突变联合才导致动物发生 AML 表型; 此外, FLT3抑制剂临床验证的入选病例均为终末期的、多种化疗方案治疗无效的患者, 与 CML 慢性期患者不同, 在这些患者中能看到原始细胞数下降应当视药物在起效必须指出, 业已发现不同的 FLT3突变类型, 对不同抑制剂的反应有明显差异, 如 Grundler 等[11]的研究显示 FLT3?ITD和三种不 同的 FLT3 点 突变 细胞 株对 PKC412、 SU5614 和AG1296的敏感度截然不同, 如 SU5614 对 FLT3?ITD 细胞株的抑制效应不如其他几种点突变的细胞株; 而 I836M+ R 这种点突变细胞株对AG296耐受良好, 提示在给患者用药前必然明确其突变的确切类型, 选择相应的 FLT3 抑制剂, 这样才能获得更为客观和准确的临床验证结果。
除了直接针对 FLT3 的靶向抑制外, 与 FLT3 异常活化有关的分子, 如其伴侣蛋白热休克蛋白 90(HSP90), 也成为抑制剂开发的靶点[12]理论上, 联合FLT3靶向抑制剂和HSP90靶向治疗可以获得更高的抑制效力, Mohi 等的实验证实了这种协同作用的存在[ 13], 也提示进一步阐明 FLT3 信号转导途径对于 FLT3 靶向抑制研究进展具有重要的意义可以预测, FLT3 抑制剂的开发将在很长一段时间成为研究的热门领域, 与之伴随的将是 FLT3 基因突变引起 AML的机理研究和 FLT3 与其他基因突变联合引起 AML 的机理研究热潮可喜的是, Valk 和 Bullinger 的研究小组分别在最新出版的新英格兰杂志上发表文章, 探讨了应用基因芯片技术分析 AML 患者与预后有关的基因谱表达[ 14,15]相信随着研究的深入, 越来越多的分子靶点将被阐明, 各种靶点在致白血病中的作用和相互之间的作用将越来越明确, 这样 AML 靶向抑制剂的研发将进入高速发展阶段, 临床应用也将获得更好的疗效参考文献1 ? Gilliland DG, Griffin JD. The roles of FLT3 in hematopoiesis andleukemia. Blood,2002, 100:1532 ?1542.2? Griffithin J, Black J, Faerman C, et al.The structural basis for autoinhi? bition of FLT3 by the juxtamembrane domain.Mol Cell, 2004, 13: 169 ?178.3? Shih LY,Huang CF,Wang PN, et al. Acquisitionof FLT3 or N ?ras muta? tions is frquently associated with progression of myelodysplastic syn ?drome to acute myeloid leukemia. Leukemia, 2004, 18: 466 ?475. 4? Zheng R, Friedman AD,Levis M, et al. Internal tandem duplication mu ?tation of FLT3 blocks myeloid differentiation through suppression of C/EBPalpha expression. Blood, 2004, 103: 1883?1890. 5? Li Y,Li H, Wang MN, et al. Suppression of feukemia expressing wild ?type or ITD?mutant FLT3 receptor by a fully human anti?FLT3 neutral?izing antibody. Blood, 2004, 104: 1137 ?1144. 6? Smith BD, LevisM, BeranM, et al.Single agent CEP?701, a novel FLT3inhibitor, shows biologic and clinical activity in patientswith relapsed orrefractory acute myeloid leukemia. Blood, 2004, 103: 3669 ?3676. 7? Fiedler W, Mester。