张晓潇 惠慧 李慧 刘啸 申乐 于小轩 郭青龙（通讯作者）
（江苏省肿瘤发生与干预重点实验室 江苏 南京 210000）
【摘要】 表观遗传学修饰会在不改变DNA序列的基础上影响基因表达。DNA甲基化和组蛋白修饰是两种最重要的表观遗传学修饰途径。表观遗传学修饰发生异常是许多癌症重要的发病机理，其中包括急性髓细胞白血病（AML）。尽管对AML致病机理的研究已有重大进展，但是其治疗方法仍有很大的局限性。研究表明DNA甲基化和组蛋白甲基化或乙酰化的异常在AML的发展中发挥关键作用。目前，还没有治疗AML的表观遗传修饰药物上市，但是有两个DNA甲基转移酶抑制剂（阿扎胞苷和地西他滨）已经用于临床。在所有AML的表观遗传学修饰的研究中，组蛋白去乙酰化抑制剂是研究得最深入的，其他的药物如组蛋白甲基化抑制剂、组蛋白去甲基化抑制剂、突变的异柠檬酸脱氢酶抑制剂等还处于早期临床评价阶段。
【关键词】 急性髓细胞白血病；表观遗传修饰；DNA甲基化；组蛋白修饰
【中图分类号】R55 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）23-0159-02
急性髓细胞白血病（AML）是骨髓细胞发育成熟阻滞、骨髓中或/和外周血中原粒细胞累积诱发的一种白血病。AML是最常见的髓系白血病，占成人白血病的90%以及儿童白血病的15%～20%。AML的致病机理还没有完全阐明，致病因素包括化学药物及辐射的刺激等，骨髓增生异常综合征和骨髓增生性肿瘤也可以发展为AML[1]。同许多基因改造会导致致癌基因的激活或抑癌基因的失活一样，研究表明表观遗传修饰在癌症发展中扮演了重要的角色。表观遗传修饰是一种不涉及DNA序列变化、稳定并延续的调节过程，其主要途径包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化以及小分子调控非编码反义RNA的改变。表观遗传修饰异常在白血病进程中发挥的作用尚未完全清晰，还需对其进行更深入的研究以阐明该过程影响白血病发展的机制并提供预后的相关信息及潜在的治疗靶点。本综述主要阐述了目前对主要的表观遗传修饰异常在AML进程中发挥的作用的研究，并讨论了相应的表观遗传治疗[2]。
1.DNA甲基化在AML进程中发挥的作用
DNA甲基化是在DNA的嘌呤或嘧啶残基上增加一个甲基，进而损害基因的转录和翻译，这个过程是细胞生长和分化必要组成部分。DNA低甲基化会影响染色体的稳定性，并且在癌变中发挥重要作用。癌细胞还可通过DNA甲基化的整体改变或基因组特定区域的过甲基化，使DNA甲基化发生异常。因此可以判断异常的DNA甲基化可以通过沉默抑癌基因来达到促进癌变的作用。
相比正常的造血细胞，AML细胞中有更多的过甲基化的抑癌基因启动子。然而，研究发现，AML细胞内过甲基化的启动子并不总是能够沉默关键基因，尤其是一些体内的抑癌基因。因此，只有部分启动子过甲基化的基因被认定在肿瘤发展过程中发挥重要作用。抑癌基因的过甲基化除了在AML的发展过程中发挥作用，还与AML的不良预后息息相关。
2.AML中影响DNA甲基化的基因突变
2.1 DNA甲基转移酶（DNMT）突变
DNA甲基化是DNMT诱导的，这个过程是将甲基添加到嘧啶残基上，进而导致靶标基因的表观遗传沉默。在已知的三种DNMT中，DNMT1主要作用于DNA复制时的甲基化作用中，而DNMT3A和DNMT3B一般与未甲基化的DNA的重新甲基化作用有关。DNMT3A是AML中最常见的突变基因之一。有报道称，在诱导化学疗法中，伴随DNMT3A突变的AML病人会受益于柔红霉素剂量的强化[3]。
2.2 TET2
TET1-3蛋白的基因可以编码表观遗传“eraser”酶，这种酶可以通过催化5-甲基胞嘧啶向5-羟甲基胞嘧啶的转化来诱导羟甲基化作用，7%-23%的AML病人中存在TET2突变。最近的研究表明，TET2突变在细胞遗传学正常的AML中发生频率更高，并且与AML病人的高龄化以及体内高白细胞计数和低血小板计数有关[4]。
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2.3 IDH1和IDH2
NADP+依赖性的的IDH1和IDH2可以催化三羧酸循环中异柠檬酸盐向α-酮戊二盐（α-KG）的转变，并且参与了细胞中抑制氧化损伤的过程。IDH突变会提供新的酶活性以催化α-KG向它的D型立体异构体2-HG转变。2-HG可以抑制几种关键的表观遗传修饰因子，病人血清中的2-HG水平还可以作为生物标记物来监视疾病进展和治疗响应[5]。
3.表观遗传学治疗
3.1 DNMT抑制剂
阿扎胞苷及它的脱氧类似物地西他滨是两种研究最为广泛的DNMT抑制剂，这两种药在美国被批准用于临床治疗恶性血液疾病。阿扎胞苷代谢后产生地西他滨，而三磷酸化产物可以整合入DNA，随后与DNMT在C-6位共价结合。活性代谢物的编入在高浓度时会导致细胞毒效应，而在低浓度时，则会在DNA复制后减少DNA甲基化，进而降低DNMT的水平。最近有研究发现，低剂量的地西他滨（或是阿扎胞苷），对伴有细胞凋亡关键基因突变的MDS和AML病症有效，其作用机制、给药剂量及临床应用等还需进一步研究[6]。
3.2 HDAC抑制剂
真核细胞内，组蛋白在形成核小体与DNA染色质的过程中发挥一定作用，组蛋白乙酰转移酶（HAT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）催化引起的组蛋白乙酰化和脱乙酰化是通过基因转录控制的重要表观遗传机制。帕比司他是一种正处于研究阶段的HDAC抑制剂，尤其是针对核结合因子型-AML的研究。在t（8；21）AML小鼠模型中，帕比司他能够产生显著的抗白血病作用并引起髓系终末分化，表明HDAC抑制剂在治疗白血病方面值得进一步的深入研究。伏立诺他是另外一种强效HDAC抑制剂，它的羟基酸部分能够结合在HDAC1，2，3，6催化位点的含锌口袋结构位置，产生可逆性的抑制作用[7]。
3.3 DNMT抑制剂与HDAC抑制剂联用
对基因沉默的多个相互作用机制的深入理解使得人们开始研究不同表观遗传学药物的联用效果，许多临床试验已开始研究DNMT抑制剂与HDAC抑制剂联用治疗AML或MDS。Gore等人设计出耐受性良好的阿扎胞苷与HDAC抑制剂联用方案，产生逆转启动子甲基化、诱导全局蛋白乙酰化的作用。多项研究已证明DNMT抑制剂与HDAC抑制剂联用能够产生协同效应，但这些研究大多数是在临床I期或II期。DNMT抑制剂常与不影响表观遗传的药物联用，如吉妥珠单抗和索拉非尼，DNMT抑制剂也常与其他药物联用如促红细胞生成素、罗米司亭、砷类物质、来那度胺以考察其对MDS的治疗效果。其中，地西他滨与硼替佐米联用在一定数量的老年AML患者体内显示出较好的临床效果[8]。
3.4 新型表观遗传调节剂
针对几类新型表观遗传调节剂，已有多项临床试验正在开展。包括MLL重排白血病在内的多种血液系统恶性肿瘤中均观察到EZH2突变，临床前研究显示，使用EZH2选择性抑制剂如DZNep能对MLL-融合型白血病产生较好的抑制效果。口服型选择性抑制剂UNC1999能够同时抑制EZH2和EZH1，延长MLL重排型白血病小鼠的生存期，表明抑制EZH2（和EZH1）对MLL重排型白血病可能有较好的治疗作用[9]。此外，EZH2抑制剂和HDAC抑制剂（DZNep和帕比司他）联用或三药（DZNep、HDAC抑制剂trichostatin-A、DNMT抑制剂地西他滨）联用进行表观遗传调节在AML临床前研究中表现出一定的疗效和协同作用，表明通过影响三种不同的表观遗传调节机制进行三重抑制并沉默抑癌基因疗法值得进一步研究探索。
4.总结
DNA测序等先进技术促进了我们对白血病尤其是AML中表观遗传学作用的了解，AML细胞中存在大量的异常DNA甲基化以及异常的组蛋白乙酰化、甲基化。基因突变对TET2、DNMT3A、ASXL1、IDH1/2、EZH2等表观基因组有重要的调节作用，同样对AML的发生有一定影响，可能成为良好的治疗靶点。这些突变也可以用来分析预测白血病的发生并对白血病进行分级。
目前，人们正在积极研究不同种类的表观遗传修饰药物的联用。虽然AML的表观遗传治疗仍处于起步阶段，但我们预计未来这些影响表观遗传的药物单用、相互之间联用、与传统化疗药物联用会越来越广泛。
【参考文献】
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[2]任金海,郭晓楠,and林凤茹,2014年急性髓系白血病治疗进展.临床荟萃,2015(02):p.157-160.
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[6]杨华,朱海燕,姜孟孟,etal.,地西他滨治疗骨髓增生异常综合征和急性髓系白血病的临床观察.中国实验血液学杂志,2013(01):p.121-125.
[7]俞文娟,王蕾,尤良顺,etal.新型HDAC抑制剂对髓性白血病细胞系的抑制作用及机制探讨.in2012年浙江省血液病学年会.2012.中国浙江丽水.
[8]李空飞and佟红艳,以甲基转移酶抑制剂为基础联合治疗中高危MDS/AML研究现状.中国实用内科杂志,2015(02):p.118-122.
[9]李丹丹,窦立萍,李永辉,etal.,t(8;21)急性髓系白血病的治疗进展.中国实验血液学杂志,2015(02):p.578-582.
论文作者:张晓潇,惠慧,李慧,刘啸,申乐,于小轩,郭青龙（
论文发表刊物:《医药前沿》2016年8月第23期
论文发表时间:2016/8/9
标签：表观论文; 抑制剂论文; 白血病论文; 甲基化论文; 基因论文; 蛋白论文; 作用论文; 《医药前沿》2016年8月第23期论文;