黃顯博 史 庭 葉琇錦

急性T淋巴細(xì)胞白血病(T-ALL)源于胸腺T祖細(xì)胞，是具有強(qiáng)侵襲性和異質(zhì)性的血液系統(tǒng)惡性腫瘤[1]。文獻(xiàn)報(bào)道，T-ALL分別約占兒童急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)患者的15%，成人ALL患者的25%；聯(lián)合化療策略使T-ALL的預(yù)后有了較大改善，目前兒童T-ALL患者治愈率已達(dá)到80%，在成人中這一比例約為60%[2]。盡管T-ALL的治療取得了很大的進(jìn)步，但對原發(fā)性耐藥或復(fù)發(fā)難治性T-ALL患者以及成年T-ALL患者的療效仍不佳[3]。鑒于此，越來越多的研究者將重心放在探究T-ALL發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制上，以求尋找到更有效的治療靶點(diǎn)并研制開發(fā)出更加高效且低毒性的藥物治療策略。

1 PI3K/AKT/mTOR通路

磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB，又稱AKT)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路在細(xì)胞的生長增殖、細(xì)胞周期進(jìn)程和凋亡過程中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用[4]。在PI3K/AKT/mTOR通路中，PI3K是一種屬于脂質(zhì)激酶家族的異源二聚體成員，可分為三大類(PI3K Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)，其中PI3K I被研究最多，其與腫瘤相關(guān)性也最大；PI3KⅠ由4個(gè)不同的催化亞基(p110α、p110β、p110γ、p110δ)和5種不同調(diào)節(jié)亞基(p85α、p85β、p55α、p55γ、p50α)組成不同的異二聚體亞型[4]。AKT是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，屬于AGC蛋白激酶家族；作為PI3K信號通路的中間效應(yīng)分子，過度表達(dá)于造血干細(xì)胞中[5]。mTOR也是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，屬于磷脂酰肌醇3激酶相關(guān)激酶(PIKK)超家族成員，可與其他不同蛋白形成兩種復(fù)合物：mTOR復(fù)合物1(mTORCl)和mTOR復(fù)合物2(mTORC2)；而Raptor和Rictor分別是定義mTORCl和mTORC2的關(guān)鍵蛋白。正常情況下PI3K可被多種生長因子刺激活化并催化底物磷脂酰肌醇2磷酸(PIP2)為磷脂酰肌醇3磷酸(PIP3)，而PIP3將AKT和磷酸肌醇依賴性激酶1(PDK1)募集到質(zhì)膜使得AKT的第308位上蘇氨酸位點(diǎn)(Thr308)和第473位上絲氨酸位點(diǎn)(Ser473)在PDK1的作用下磷酸化而被激活(圖1)。與正常和惡性造血相關(guān)的是，活化的AKT可磷酸化滅活結(jié)節(jié)性硬化癥配合物2(TSC2)以激活mTORCl，從而誘導(dǎo)一系列細(xì)胞生長、存活、代謝相關(guān)蛋白的合成而促使腫瘤的發(fā)生[4](圖1)。

圖1 PI3K-AKT-mTOR信號通路傳遞及抑制劑作用靶點(diǎn)Figure 1 PI3K-AKT-mTOR pathway and its inhibitor targets

2 PI3K/AKT/mTOR通路與T-ALL

PI3K/AKT/mTOR信號通路異常激活常發(fā)生在T-ALL中，且與預(yù)后不良有關(guān)[6]。PTEN(染色體10上缺失的磷酸酶與張力蛋白同源物基因)屬于磷酸酶，是PI3K/AKT/mTOR通路相關(guān)的重要負(fù)調(diào)控因子。在作用機(jī)制方面，PTEN可催化PIP3去磷酸化形成PIP2，因而可制約PI3K而發(fā)揮抗腫瘤作用[4](圖1)。目前包括白血病在內(nèi)的絕大多數(shù)惡性腫瘤皆出現(xiàn)PTEN基因的缺失或失活，因而促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，其中PTEN基因的缺失可誘發(fā)小鼠T-ALL[7]。PTEN基因突變或缺失引起的AKT持續(xù)活化是T-ALL的特征之一，研究表明在轉(zhuǎn)錄層面抑制PTEN能顯著激活A(yù)KT信號通路[8]；另一研究表明利用氧化磷酸化在轉(zhuǎn)錄后水平抑制PTEN蛋白活性可激活T-ALL細(xì)胞AKT分子[9]。在初發(fā)T-ALL患者原代細(xì)胞中亦可常見AKT激活。除此之外，蛋白磷酸酶2A(PP2A)可通過催化AKT 308位蘇氨酸去磷酸化而發(fā)揮拮抗PI3K/AKT/mTOR通路的作用[11]。研究表明mTORC1和mTORC2兩種mTOR活性復(fù)合物均參與T-ALL的病理生理過程。Raptor作為mTORC1重要組成部分，在小鼠模型上敲除Raptor基因可達(dá)到根治T-ALL的目的，提示mTORC1在T-ALL白血病起始細(xì)胞存活中扮演重要角色[12]。mTORC2同樣促進(jìn)T-ALL的發(fā)生，敲除Rictor基因能有效遏制PTEN基因敲除小鼠白血病的發(fā)生[13]。

3 靶向PI3K/AKT/mTOR通路治療T-ALL

3.1 PI3K抑制劑

目前，抑制PI3K γ和δ兩種亞基已成為治療PTEN缺失T-ALL的一個(gè)新策略。研究表明PI3K-γ和PI3K-δ促進(jìn)PTEN缺失白血病的發(fā)生和發(fā)展。新型PI3K-γ/PI3K-δ抑制劑CAL-130處理PTEN基因缺失T-ALL小鼠模型，能顯著抑制腫瘤生長，延長小鼠生存期。體外實(shí)驗(yàn)表明CAL-130能顯著抑制T-ALL細(xì)胞株和PTEN缺失T-ALL患者原代細(xì)胞生長，誘導(dǎo)凋亡[10]。mTORC1被抑制后多通過負(fù)反饋旁路引起PI3K依賴的AKT的激活[4]，為PI3K/mTOR雙靶向策略提供了依據(jù)。NVP-BEZ235是一種新型口服PI3K/mTOR雙靶向抑制劑，對多種T-ALL細(xì)胞株展現(xiàn)出抑制生長和誘導(dǎo)凋亡的特性[14]，并已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段用于治療急性髓細(xì)胞白血病(AML)、慢性髓細(xì)胞白血病(CML)和ALL。另一項(xiàng)研究通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)NVP-BEZ235可介導(dǎo)T-ALL細(xì)胞生長和周期阻滯，并顯著抑制AKT及其下游RPS6磷酸化，呈劑量依賴性。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明NVP-BEZ235能顯著抑制腫瘤生長，延長生存期[15]。一項(xiàng)高劑量NVP-BEZ235治療進(jìn)展期實(shí)體瘤患者的臨床研究表明其對人體具有良好的耐受性及安全性[16]。一項(xiàng)關(guān)于NVP-BEZ235治療進(jìn)展期白血病的臨床研究(NCT01396499)也正在進(jìn)行。PI3K/mTOR雙抑制劑PI-103同樣能發(fā)揮顯著抗T-ALL效應(yīng)，同時(shí)抑制AKT、mTOR及其下游靶標(biāo)的活性[14，17]。

3.2 AKT抑制劑

AKT抑制劑同樣是治療T-ALL的有效藥物。Perifosine為經(jīng)典的AKT抑制劑，具有顯著的抗腫瘤特性，目前已進(jìn)入臨床II期實(shí)驗(yàn)用于治療多種類型的惡性腫瘤。Perifosine能誘導(dǎo)T-ALL細(xì)胞株CEM發(fā)生線粒體介導(dǎo)的Caspase依賴的細(xì)胞凋亡[18]。Perifosine與依托泊苷聯(lián)用能協(xié)同抑制Jurkat細(xì)胞AKT及其下游的抗凋亡因子Bcl-xl和轉(zhuǎn)錄因子FOXO，發(fā)揮顯著抗T-ALL效應(yīng)[19]。新型AKT抑制劑A443654能顯著殺傷T-ALL細(xì)胞株(Jurkat、CEM、Molt-4)和患者原代細(xì)胞，與依托泊苷聯(lián)合亦發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)[20]。近年來發(fā)現(xiàn)一些天然植物提取物亦顯現(xiàn)出良好的AKT抑制活性。從葡萄皮中提取的白藜蘆醇(Resveratrol)能抑制AKT通路，誘導(dǎo)T-ALL細(xì)胞株Molt-4凋亡[21]。從天然植物姜黃的根莖中提取的姜黃素(Curcumin)可抑制T-ALL細(xì)胞株AKT及其下游GSK3、FOXO的活性，抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)Caspase依賴的凋亡[22]。此外一些藥物如Enzastaurin可抑制皮膚T細(xì)胞淋巴瘤(CTCL)細(xì)胞株Hut-78和HH的AKT信號通路，提示其在T-ALL中的應(yīng)用潛力[23]。

3.3 mTOR抑制劑

雷帕霉素是經(jīng)典的mTORC1抑制劑，但不抑制mTORC2活性，其能有效抑制多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。體內(nèi)外研究顯示雷帕霉素能有效抑制T-ALL細(xì)胞生長，誘導(dǎo)凋亡和周期阻滯，并能與傳統(tǒng)化療藥(如地塞米松、阿霉素和去甲柔紅霉素)發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)[24-25]。雷帕霉素衍生物如西羅莫司(CCI-779)、依維莫司(RAD001)和AP23573(deforolimus)具有更好的生物利用度。CCI-779能在體外阻斷IL-7介導(dǎo)的T-ALL細(xì)胞生長、存活和周期進(jìn)程，并能與阿霉素、地塞米松等化療藥發(fā)揮協(xié)同作用[26]。依維莫司(RAD001)聯(lián)合CD4/6抑制劑LEE011能協(xié)同殺傷T-ALL細(xì)胞[27]；RAD001與Hyper-CVAD化療方案聯(lián)合治療復(fù)發(fā)難治ALL已進(jìn)入臨床Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)，研究結(jié)果提示其1年總生存率達(dá)21%，尤其對T-ALL患者療效顯著[28]。

應(yīng)用雷帕霉素及其衍生物單獨(dú)治療急性白血病的療效并不如人們一開始所預(yù)期的那樣，臨床研究證實(shí)mTORC1抑制劑單用對T-ALL的作用有限，提示相關(guān)機(jī)制的觸發(fā)限制了其療效[29]。近年來研究顯示mTORC1抑制劑單用局限性主要與以下原因有關(guān)：(1)mTORC1抑制可通過旁路反饋性激活PI3K/AKT[4]和MEK/ERK通路[30-31]；(2)mTORC1抑制劑不能抑制細(xì)胞內(nèi)mTORC1的合成；(3)mTORC1抑制劑不能抑制mTORC1下游的4EBP-1磷酸化激活[32-33]，后者的活化能促進(jìn)eIF4E(真核生物翻譯起始因子4E)介導(dǎo)的帽依賴mRNA翻譯，誘導(dǎo)Bcl-2、Bcl-xl、CDK2、cyclin-D1、Mcl-1、STAT-3等抗凋亡蛋白和腫瘤相關(guān)蛋白的表達(dá)合成[34-35]。鑒于此，同時(shí)抑制PI3K/mTOR或mTORC1/mTORC2[13-14，36]，或?qū)TORC1抑制劑與常規(guī)化療藥聯(lián)用治療復(fù)發(fā)/難治性急性白血病(AL)，尤其是對于雷帕霉素耐藥的患者，可能會(huì)取得更好的療效；Rizzieri等[28]所指出的在復(fù)發(fā)/難治性ALL患者(中位年齡25歲，范圍11～64歲)中，依維莫司與Hyper-CVAD聯(lián)合治療后總反應(yīng)率達(dá)33%，而近來一項(xiàng)研究表明，在兒童復(fù)發(fā)ALL中RAD001聯(lián)合其他標(biāo)準(zhǔn)方案治療所得CR2達(dá)86%，在隨訪近5年時(shí)仍有90%的患者生存[37]；另有研究指出，在復(fù)發(fā)性AML患者中聯(lián)合治療后完全緩解率(CR)達(dá)68%，中位總體生存期為19.5個(gè)月[38]。西羅莫司聯(lián)合強(qiáng)化再誘導(dǎo)方案治療兒童復(fù)發(fā)T-ALL正處于Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)中(Clinical Trials.gov：NCT01403415)，依維莫司與常規(guī)化療藥聯(lián)合的療效也正在多個(gè)臨床試驗(yàn)中被評估(Clinical Trials.gov：NCT00968253；NCT01523977；NCT01403415)。ATP競爭性mTORC1/mTORC2雙抑制劑是新一代mTOR抑制劑，能阻斷mTOR上ATP結(jié)合位點(diǎn)而同時(shí)抑制mTOR復(fù)合體1和2的形成，相比雷帕霉素衍生物，mTORC1/mTORC2雙抑制劑具有更強(qiáng)的抗T-ALL效應(yīng)，并同時(shí)抑制mTOR通路下游p70S6K和4EBP-1的激活，有效阻斷mTORC1抑制劑介導(dǎo)的AKT負(fù)反饋激活和mTORC1依賴的AKT活化[39-41]。目前mTORC1/mTORC2抑制劑PP-242、AZD-8055和OSI-027對T-ALL的療效已在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)(Clinical Trials.gov：NCT01194193；NCT00698243)中得到初步驗(yàn)證[13，36]。

4 小結(jié)與展望

PI3K/AKT/mTOR信號通路在T-ALL細(xì)胞株和絕大多數(shù)T-ALL患者中多出現(xiàn)異常激活，且常伴PTEN基因的缺失突變或PTEN蛋白失活。異常激活的PI3K/AKT/mTOR信號通路促進(jìn)T-ALL白血病起始細(xì)胞(T-ALL LIC)的生長和存活，在T-ALL發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。目前，諸多體內(nèi)外研究和臨床試驗(yàn)證實(shí)mTORC1抑制劑、PI3K/mTOR抑制劑、AKT抑制劑和mTORC1/mTORC2抑制劑等多種類型的抑制劑單用或與其他化療藥聯(lián)合能有效抑制T-ALL的生長，改善患者預(yù)后。隨著靶向治療的興起和發(fā)展，我們相信T-ALL患者的預(yù)后將獲得穩(wěn)步提高。