作者：刘加*中山大学附属三院血液科
摘要：
急性髓系白血病（Acutemyeloidleukemia，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（Leukemicstemcells，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
急性髓系白血病（AML）是成人最常见的急性白血病，是一种骨髓内造血干细胞的克隆异常，大量异常分化的髓系细胞在骨髓内聚集导致的疾病[1]。尽管在过去二十年不断采用新的治疗方式，病人的长期结局也获得显著改善，但是AML仍然是一个整体预后很差的疾病。在诱导化疗后获得完全缓解的病人里，复发率仍然居高不下。
AML是一个具有复杂基因和分子异质性的疾病，这些基因和分子异质性也使得病人对化疗以及异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）有着不同的反应。然而，即使是通过细胞遗传学/分子生物学资料被划分到同一危险分组的病人，临床结局也可以是截然不同的。最近，对于分子生物学资料收集的改善，促成对AML病人尤其是基因危险分组为中危组的病人更合理的分层。然而，即使是在除外急性早幼粒细胞白血病的基因危险分组低危组的病人中，复发率和死亡率依旧居高不下[2]。
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（LSCs），处于白血病细胞谱系的顶端，表现出一些特有的特性，包括自我更新、细胞周期静止、抵抗化疗等，这也是白血病病情持续和复发的重要原因[3]。研究LSCs的生物学、免疫学、遗传学特性以及它们的异质性，对于开展LSCs靶向治疗、改善AML的预后至关重要。
一、白血病干细胞（LSCs）的特性
1LSCs是否处于细胞周期静止期？许多早期研究认为LSCs处于静止状态，并认为这种静止状态是LSCs能够抵抗化疗的关键特性。早期人们认为LSCs都是CD34+CD38?的，体外分析CD34+CD38?LSCs，发现这些细胞大多处于静止期。后来的研究发现LSCs也可以是CD34+CD38?、CD34+CD38+、CD34?的[4]。最近的研究发现LSCs可以处于细胞周期活跃期[1]。研究者在MLL重排的AML中，发现一种表达CD93的LSC处于细胞周期活跃期[5]。
此外，在成功植入人原始AML异体移植物的免疫缺陷小鼠身上，使用阿糖胞苷治疗，功能性LSCs表现出与其它大量白血病细胞类似的减少反应[6]。这个发现表明，LSCs并不总是对针对分化细胞的化疗抵抗。
总之，LSCs可以表现出与正常造血干细胞（HSC）类似的细胞周期静止性，也可以处于细胞周期活跃期。因此，在抗LSC治疗方案中加入细胞周期特异性药物或许有一定作用[1]。
2LSCs在AML细胞中的频率90年代初的一项研究，通过限制性稀释移植测定，揭示了LSCs在人原始AML样本中的普遍存在，并报道称LSCs频率处于1/1,到1/5,,之间，不同样本中有较大差异[1]。这也提示在同一个病人体内LSCs特性会有较大差异。这项研究是使用NOD-SCID小鼠完成的，NOD-SCID小鼠是一种相对免疫缺陷小鼠，仍保留显著的先天免疫功能。后来的研究使用了免疫缺陷更严重的小鼠，原始AML样本植入能力更强，LSCs频率也显著提高，LSCs表型也比早期研究表现出更大的异质性[4]。
最近的研究发现，化疗后复发的病人，LSCs频率显著提高。采用AML初诊及化疗后复发的标本，发现LSCs频率在复发时提高了10-倍[7]。复发时LSCs的表型也发生了变化，出现了多种表型组合新方式，复发时LSCs异质性也提高了[7]。这项研究表明LSCs频率与疾病进展有关，强调了早期靶向消除LSCs的必要性。
3LSCs的表型LSCs的表型异质性
在白血病细胞移植入NOD/SCID小鼠和在体外培养基中长期维持活性开始，起主要作用的细胞是CD34+CD38-的[2]。进一步研究也验证了基本上大部分LSCs都是CD34+CD38-的[8]。然而，其它研究发现AML细胞有各种各样的分化表型，包括CD34+CD38+和CD34?，都有植入免疫缺陷小鼠甚至相同病人的能力[4]。
CD34?LSCs被证实与CD34+LSCs有迥异的表达，这些表型富有粒-单核系祖细胞的特点。有数据表明nucleophosmin1（NPM1）变异AML的LSCs既可以是CD34+的也可以是CD34?的[9]。深入研究这些数据，发现大多数NPM1变异的AML样本中的LSCs都是CD34?的；在含有大量CD34+幼稚细胞的NPM1变异AML中才能发现CD34+LSCs，而且这些AMLs一般还具有高FLT3-ITD突变率[10]。
LSCs表型异质性的临床相关性
上述的大部分研究都利用AML细胞成功植入免疫缺陷小鼠作为衡量LSCs活性的金标准。然而，有研究发现只有大概半数病人的白血病细胞可以成功植入NOD/SCID小鼠，其余未成功的就算增加植入细胞数量、提高受体小鼠的容受性仍然没办法增强植入能力[11]。白血病细胞能成功植入NOD/SCID小鼠的AML病人总体生存率更低。因此，白血病细胞能否成功植入NOD/SCID小鼠可能与预后相关[11]。
尽管有很多研究报道称CD34+CD38?LSCs的比重、移植能力与患者预后相关[11]，但是很多研究质疑这种通过AML细胞成功移植入免疫缺陷小鼠的能力来鉴定LSCs的方式。
事实上，一项最近的研究表明成功植入免疫缺陷小鼠的AML细胞可能既不代表原始克隆也不是那些与疾病复发相关的克隆[12]。因此，测定白血病细胞能否成功植入免疫缺陷小鼠可能更精确地反映了白血病细胞的增殖潜力和/或它们与小鼠体内微环境的交互作用，而不是反映它们在疾病维持和复发中起什么作用[2]。这些数据，再加上在许多病人体内没有AML子集能够成功植入免疫缺陷小鼠[11]，表明我们需要检测LSCs的新技术，以便能在临床背景下研究LSCs。
不管他们的表型和在免疫缺陷小鼠体内致肿瘤潜力如何，治疗后仍继续存在的白血病细胞（微小残留病灶，MRD）在临床上似乎是最重要的。
有研究发现MRD富有原始白血病细胞表型[9]，基于这个发现在病人体内所有携带AML基因特点的细胞中，寻找并研究其具有的最原始的造血细胞表型。进一步发现了根据CD34、CD38、乙醛脱氢酶(ALDH)的表达水平，AML的细胞中所具有的最幼稚的表型具有异质性[9]。
其它研究表明，大多数AMLs庇护CD34+CD38?的细胞。在大约1/3的AMLs中，发现的最原始的白血病细胞表型与原始的造血干细胞（HSCs）表型是无法区分的，都是CD34+CD38?，且高表达ALDH；此外，这其中的大多数AMLs都具有高危细胞遗传学分型或FLT3内部串联复制(ITDs)。
所有与核心结合因子相关以及大多数中危AMLs中发现的最幼稚的细胞表型，是ALDH中表达的CD34+CD38?AML细胞。在大多数低危AMLs、NPM1作为单一突变的AMLs和急性早幼粒细胞白血病（APL）中的最幼稚的表型通常是CD34+CD38+或CD34?[9]。
鉴于与高危遗传学的强烈联系，庇护原始HSC表型（CD34+CD38?ALDHhigh）AML细胞的病人呈现出显著低的无事件生存率和总体生存率。最原始的AML细胞是CD34?的病人表现出最好的无事件生存率和整体生存率。最原始的AML细胞是CD34+CD38?ALDHint表型的病人表现出中等预后[9]。
因此，尽管在AML病人中最原始的AML细胞表现出显著的异质性，但是同一个个体的最原始AML表型与基因危险分组表现出一致性，并与临床结局显著相关[2]。
这种强烈的临床相关性提示，在一个AML病人白血病细胞中检测到的最幼稚的表型，或许可以作为临床相关性LSCs的生物标记物[2]。此外，白血病相关基因突变发生在造血分化过程的不同阶段，可能决定了LSC的表型的不同。随着CD34+CD38?ALDHhighHSCs分化为较成熟的祖系细胞，CD34和ALDH的表达水平都减低，CD38的表达水平提高[9]。此外，某些抗药机制（如细胞静止状态、外流泵和解*酶等）的表达也随着分化而减低[9]。
最低危的AMLs似乎起源于分化更成熟的祖系细胞（CD34?），最高危的起源于原始的HSCs(CD34+CD38?ALDHhigh)。在同样的基因危险分组内，AML细胞起源的分化阶段对预后具有预测性。一些NPM1变异的AMLs和APLs起源于CD34+祖系细胞，他们显然比CD34?的同类AMLs有着更差的预后[9]。
Tobecontinued未完待续关于白血病干细胞的特性，今天就先介绍到这里。在明天发布的《综述（中）
白血病干细胞相关研究进展——白血病干细胞特殊免疫表型相关靶向治疗》中，我们将带大家一起了解白血病干细胞特殊免疫表型相关靶向治疗的最新进展，敬请期待！
戳”阅读原文“，我们一起进步
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇