趙松穎 柳 嘉 (河北大學附屬醫(yī)院血液科，河北 保定 071000)

白血病中惡變的造血干細胞是血液和免疫系統(tǒng)的起始細胞，而血液和免疫系統(tǒng)分布全身，故白血病不僅危害整個血液和免疫系統(tǒng)，還會影響全身各系統(tǒng)。白血病與實體腫瘤不同，不是生長在局部的贅生物，而是全身播散，侵犯各系統(tǒng)、器官和組織的惡性血液病。白血病細胞趨化、黏附、遷移、降解基質(zhì)、異地生存、惡性增殖、抗凋亡等一系列髓外浸潤過程由細胞因子嚴格調(diào)節(jié)，如：趨化因子受體家族、纖溶酶原激活系統(tǒng)、整合素、基質(zhì)金屬蛋白酶、血管內(nèi)皮生長因子及其受體、E-鈣黏蛋白基因、nm23-H1等〔1〕，其中一個重要的環(huán)節(jié)就是尿激酶型纖溶酶原激活因子(UPA)系統(tǒng)。UPA系統(tǒng)由尿激酶型纖溶酶原激活劑、尿激酶型纖溶酶原激活劑受體(UPAR或CD87)、纖溶酶原激活劑(PA)及其受體抑制劑(PAI-1及PAI-2)。該系統(tǒng)不僅激活纖溶酶、促進血管生成〔2〕，還參與白血病細胞全身播散及侵犯各系統(tǒng)等一系列過程。

1 UPA系統(tǒng)的概述

1.1 UPA的結(jié)構(gòu)與生物學特性 相關(guān)學者研究發(fā)現(xiàn)UPA基因定位于人類第10號染色體上，長度6.5 kb〔3〕。UPA是由前尿激酶原經(jīng)切除信號肽后形成單鏈無活性尿激酶原(pro-UPA)，然后再經(jīng)纖溶酶、組織蛋白酶等催化成為有活性的多功能絲氨酸蛋白酶UPA〔4〕，UPA分子量大約50 kD，是由2個二硫鍵橋聯(lián)的多肽鏈連接組成，形成A鏈(輕鏈)及B鏈(重鏈)，A鏈中有1個氨基末端片段，包含N-端由kringle區(qū)和生長因子結(jié)構(gòu)域組成，該段區(qū)域可以介導UPA和UPAR的結(jié)合。UPA主要通過以下兩各個方面起到生理作用：①通過C-端蛋白酶活性區(qū)發(fā)揮蛋白水解作用，來降解細胞外基質(zhì)和層黏連蛋白、纖維連接蛋白、纖維蛋白聚糖等組織成分，從而起到調(diào)節(jié)纖溶活性、組織重構(gòu)、細胞黏附遷移等作用〔5〕。②除降解基質(zhì)外，UPA還可以通過N-端的生長因子結(jié)構(gòu)域與UPAR結(jié)合，刺激細胞增生，加強細胞的分化、運動、黏附、凋亡等多個功能〔6，7〕。

1.2 UPAR的結(jié)構(gòu)與生物學特性 UPAR(又稱CD87)為尿激酶受體，是一種由三個同源結(jié)構(gòu)域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)通過二硫鍵連接組成的50～60 kD的糖化磷脂酰肌醇(GPI)-錨膜蛋白，它是細胞表面的一個多功能受體，主要是通過與其配體UPA結(jié)合來發(fā)揮生理功能。UPAR基因定位于人第19號染色體上，基因大小23 kb，UPAR基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄和翻譯形成包括313個氨基酸殘基組成的多肽和22個氨基酸殘基組成的信號肽;然后經(jīng)過翻譯后修飾形成由283個氨基酸殘基組成的糖蛋白。UPAR在體內(nèi)主要是通過UPAR以GPI錨定形式結(jié)合在細胞表面，可以有效識別細胞膜上的纖溶酶，進而可以與UPA及pro-UPA結(jié)合。UPA與UPAR結(jié)合可激活胞內(nèi)的信號傳遞途徑，介導尿激酶催化的纖溶酶原活化與纖溶過程，參與細胞外基質(zhì)代謝。除此之外，UPAR還可以與細胞胞外及細胞膜上其他一些分子結(jié)合，例如玻璃體黏連蛋白(VN)、整合素等，這些功能使UPAR在腫瘤的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移等過程中發(fā)揮著重要作用。

1.3 PA抑制劑 PA抑制物1(Plasminogen activator inhibitor，PAI-1)和PAI-2作為絲氨酸蛋白酶抑制劑的超家族成員，其發(fā)揮生理功能主要是通過與UPA-UPAR復合物結(jié)合到一起并發(fā)揮對UPA功能的抑制作用〔8～10〕。PAI-1和 PAI-2在結(jié)構(gòu)上與UPA具有一定的相似性，除了起到抑制UPA功能外，還可以與玻璃黏連蛋白的結(jié)合，從而能夠有效調(diào)節(jié)細胞的附著和遷移活動。目前研究結(jié)果顯示PAI-2則并未顯示出與細胞附著遷移作用有關(guān)〔11〕。

2 UPA系統(tǒng)與白血病的關(guān)系

2.1 UPA系統(tǒng)與各類白血病的關(guān)系 相關(guān)學者〔12〕對收治的74例急性髓細胞性白血病(AML)、24例急性淋巴細胞性白血病(ALL)、3例雙表型白血病(BAL)患者分別采用流式細胞儀對各組患者的白血病細胞進行細胞膜表面 CD87表達豐度分析，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)與正常健康的對照組相比M5的CD87表達豐度最高，而M0的CD87表達豐度最低。該學者在隨后發(fā)表的研究中發(fā)現(xiàn)血漿及細胞勻漿中PAI-2表達水平可以作為白血病進展分子標志〔12〕。在M3、M4、M5及T-ALL的細胞提取物中可檢測到升高的PAI-1 mRNA，而在M0、M1、M2、M4、M5及T-ALL的細胞提取物中可檢測到增加的PAI-2 mRNA，其中在 M4、M5及 T-ALL細胞提取物中，PAI-2 mRNA水平最高〔13〕。在粒系白血病的細胞質(zhì)中，PA及其抑制物水平升高〔14〕，而且粒系白血病細胞內(nèi)的 PAI-1表達水平最高〔9〕。有學者〔15〕檢測了110例初治急性髓系白血病病人CD87表達情況。通過流式細胞技術(shù)檢測到其中80例(72.7%)患者骨髓液表達CD87，并且單核細胞白血病患者的CD87表達高于其他髓系白血病。因此，CD87、PAI-2可能是單核細胞白血病活躍階段(初發(fā)及復發(fā))高度特異的分子標志。目前研究發(fā)現(xiàn)UPA系統(tǒng)不僅與急性白血病有關(guān)，而且在慢性白血病患者中也檢測到其表達。有學者發(fā)現(xiàn)慢性淋巴細胞白血病患者的PAI-1水平高于正常人群，提示PAI-1于慢性淋巴細胞白血病發(fā)生發(fā)展有關(guān)〔16，17〕。

2.2 UPA系統(tǒng)與白血病細胞浸潤及轉(zhuǎn)移的關(guān)系 牙齦腫脹、肝脾淋巴結(jié)腫大、皮膚黏膜浸潤及中樞神經(jīng)系統(tǒng)白血病等都是白血病細胞常見的髓外浸潤表現(xiàn)。在有關(guān)外周血及骨髓原始細胞在診斷于復發(fā)時的CD87表達分析結(jié)果提示，在復發(fā)時，原始細胞的CD87表達量較診斷時明顯增加，這表明CD87表達量增加與AML的浸潤特性呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性〔15〕;并且在AML患者中CD87的高表達往往伴隨著皮膚黏膜浸潤、肝脾淋巴結(jié)腫大和中樞神經(jīng)系統(tǒng)浸潤〔12〕。PAI可抑制白血病細胞的浸潤與轉(zhuǎn)移。在白血病患者中，正常的單核細胞及M4、M5細胞都具有從原位置遷移到炎癥發(fā)生區(qū)域或浸潤到髓外組織的能力，而且這種浸潤行為在表達UPA的細胞中表現(xiàn)得比表達人組織型PA(t-PA)細胞更明顯。在白血病細胞膜表面檢測到UPA、UPAR、PAI-1及 PAI-2，且 UPA及 UPAR的含量增高程度比PAI-1及PAI-2明顯，這說明纖溶的活化可以促進白血病細胞浸潤〔18〕。

2.3 UPA系統(tǒng)對白血病細胞凋亡的影響 在生理及病理狀態(tài)下，UPA都是控制細胞分解及引起細胞遷移及侵襲的重要物質(zhì)。UPA的蛋白水解活性主要體現(xiàn)在可激活并釋放多種生長因子，同時可以通過對細胞基質(zhì)動態(tài)控制，調(diào)節(jié)細胞的生存與凋亡的比率。UPAR通過胞膜相關(guān)的蛋白水解及信號傳導作用，調(diào)節(jié)細胞的遷移、黏附及細胞支架。UPA/UPAR系統(tǒng)與細胞的生長和凋亡有著密切的聯(lián)系〔19〕。PAI-1抑制纖溶酶的形成和纖溶酶介導的蛋白水解作用。過度表達PAI-1可增加細胞的存活，并且可通過降低細胞的黏附性及影響細胞內(nèi)信號肽抑制其凋亡。這一作用機制包括抑制纖溶酶的形成、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(caspase-3)、抑制VN介導的細胞黏附作用。通過抑制細胞的caspase-3，可以使其由凋亡轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋场?0〕。細胞內(nèi)PAI-2裂解產(chǎn)物是細胞發(fā)生凋亡的分子標志，并已在白血病患者骨髓中檢測到PAI-2的裂解，但機制仍不十分清楚。研究表明，在人類早幼粒細胞白血病細胞株(NB4)胞漿中檢測到有活性的PAI-2裂解物，并且證實了細胞內(nèi)PAI-2裂解產(chǎn)物是NB4細胞發(fā)生細胞凋亡的分子標志〔18〕。

2.4 UPA系統(tǒng)與白血病治療的關(guān)系 目前針對UPAR的靶向治療的試驗是一個研究熱點，方法有以下4種：①白血病病人高表達UPAR，找到封閉其功能的靶向藥物。②UPA與UPAR結(jié)合后發(fā)揮其作用，那么阻止兩者結(jié)合的藥物同樣可使UPA系統(tǒng)功能減低。③通過合成 siRNA，shRNA手段達到抑制UPAR表達的目的。④UPAR內(nèi)化，減少白血病細胞表面的UPAR數(shù)量，進而抑制白血病細胞的功能。上述4種方法，臨床上具有一定的可操作性，但前3種手段到目前為止的試驗發(fā)現(xiàn)并未達到預期效果，最后一種方案是UPAR的靶向治療最新思路，這一方法的最大優(yōu)點是真正的高選擇性-針對腫瘤細胞的UPAR表達，而對正常組織無明顯影響〔21〕。UPA系統(tǒng)價值一方面體現(xiàn)在其作為靶向治療的一個靶點，另一方面體現(xiàn)在其治療相關(guān)風險的監(jiān)測上。眾所周知，在兒童ALL治療中，激素是化療方案組合中幾乎必不可少的藥物，但隨著激素使用量的增加，兒童骨壞死的情況日趨嚴峻，如何預防及早期發(fā)現(xiàn)這一嚴重并發(fā)癥，顯得非常棘手。最近研究人員發(fā)現(xiàn)PAI-1多肽現(xiàn)象與其有關(guān)，提示PAI-1遺傳變異可能為激素相關(guān)兒童骨壞死的危險因素〔22〕。

3 結(jié)語

目前國內(nèi)外關(guān)于UPA系統(tǒng)與白血病的關(guān)系做了大量的研究，并給予了UPA系統(tǒng)與白血病的發(fā)生、發(fā)展及治療有密切關(guān)系的結(jié)論;但是在很多文獻中可以看出，UPA系統(tǒng)在白血病發(fā)生、發(fā)展中的具體作用機制仍然有待進一步闡明與探討，以便更好地為臨床上預防和治療提供理論依據(jù)。

1 Li H，Chen ZX.Molecular mechanism of leukemic cell extramedullary infiltration〔J〕.For Med Sci Blood Transfus Hematol，2002;25(1)：28-31.

2 Rabbani SA，Mazar AP.The role of the plasminogen activation system in angiogenesis and metastasis〔J〕.Surg Oncol Clin N Am，2001;10(2)：393-415.

3 Rajput B，Degen SF，Reich E，et al.Chromosomal locations of human tissue plasminogen activator and urokinase genes〔J〕.Science，1985;230(4726)：672-4.

4 Patthy L.Evolution of the proteases of blood coagulation and fibrinolysis by assembly from modules〔J〕.Cell，1985;41(3)：657-63.

5 Berger DH.Plasmin/plasminogen system in colorectal cancer〔J〕.World J Surg，2002;26(7)：767-71.

6 劉寶芹，邵雪齋，方艷秋.急性髓系白血病中uPA和uPAR的表達及意義〔J〕.中國實驗診斷學，2011;15(5)：891-2.

7 Bes chorner R，Schluesener HJ，Nguyen TD，et al.Lesion associated accumulation of uPAR/CD87-expressing infiltrating granulocytes，activated microglial cells/macrophages and upregulation by endothelial cells following TBI and FCI in humans〔J〕.Neuropathol Appl Neurobiol，2000;26(6)：522-7.

8 Bell WR.The fibrinolytic system in neoplasia〔J〕.Semin Thromb Hemost，1996;22(6)：459-78.

9 Tapiovaara H，Alitalo R，Vaheri A.Plasminogen activation on tumor cell surface and its involvement in human leukemia〔J〕.Adv Cancer Res，1996;69：101-33.

10 Choong PF，Nadesapillai AP.Urokinase plasminogen activator system：a multifunctional role in tumor progression and metastasis〔J〕.Clin Orthop Relat Res，2003;415(1)：46-58.

11 Lilja H，Vickers A，Scardino P.Measurements of proteases or protease system components in blood to enhance prediction of disease risk or outcome in possible cancer〔J〕.J Clin Oncol，2007;25(4)：347-8.

12 Lanza F，Castoldi GL，Castagnari B，et al.Expression and functional role of urokinase-type plasminogen activator receptor in normal and acute leukaemic cells〔J〕.Br J Haematol，1998;103(1)：110-23.

13 Scherrer A，Wohlwend A，Kruithof EK，et al.Plasminogen activation in human acute leukemias〔J〕.Br J Haematol，1999;105(4)：920-7.

14 Mustjoki S，Alitalo R，Stephens RW，et al.Plasminogen activation in human leukemia and in normal hematopoietic cells〔J〕.APMIS，1999;107(1)：144-9.

15 鄧守恒，李林均，蔡曉軍，等.硒化殼聚糖通過下調(diào)PML-RARα融合蛋白對急性早幼粒白血病NB4細胞增殖和凋亡的作用〔J〕.中國老年學雜志，2011;31(6)：1000-1.

16 王 娟，沈 杰，李增杰，等.血清可溶性尿激酶受體在急性髓細胞白血病中的表達及臨床意義〔J〕.臨床血液學雜志，2008;21(6)：603-4.

17 趙文海，韓樹海，馬琳娜，等.E-cad在中樞神經(jīng)系統(tǒng)白血病患者骨髓中的表達及意義〔J〕.中國老年學雜志，2010;30(22)：3246-8.

18 Peng LL，Xu X，Wang HL.The relationships of PAI and leukemia〔J〕.J Clini Hematol，2002;15(1)：43-4.

19 Alfano D，F(xiàn)ranco P，Vocca I，et al.The urokinase plasminogen activator and its receptor：role in cell growth and apoptosis〔J〕.Thromb Haemost，2005;93(2)：205-11.

20 Schneider DJ，Chen Y，Sobel BE，et al.The effect of plasminogen activator inhibitor type 1 on apoptosis〔J〕.Thromb Haemost，2008;100(6)：1037-40.

21 Mazar AP，Ahn RW，O'Halloran TV.Development of novel therapeutics targeting the urokinase plasminogen activator receptor(uPAR)and their translation toward the clinic〔J〕.Curr Pharm Des，2011;17(19)：1970-8.

22 Bond J，Adams S，Richards S，et al.Polymorphism in the PAI-1(SERPINE1)gene and the risk of osteonecrosis in children with acute lymphoblastic leukemia〔J〕.Blood，2011;118(9)：2632-3.