骨髓增生异常综合征发病机制的研究进展.doc

1骨髓增生异常综合征发病机制的研究进展【关键词】 骨髓增生 异常 综合征骨髓增生异常综合征（Myelodysplastic Syndromes，MDS ）是一组起源于造血干/ 祖细胞的获得性克隆性疾病，以增生异常和无效造血为特点其特点是外周血中表现一系或一系以上细胞减少，骨髓增生亢进，并有形态异常，包括病态红系、病态粒系或病态血小板生成MDS 是一个累及多基因的多阶段的病理过程，干细胞基因异常、造血微环境改变和免疫机制缺陷在发病中均起着重要作用近年来随着对 MDS 进行的更为广泛而深入的研究，发现在 MDS 的疾病过程中，越来越多的基因异常起着不同的致病作用对 MDS 发病机制的不断认识，为新的治疗方案提供了基础现将 MDS 的发病机制的新进展综述如下：1 干细胞基因异常MDS 存在原癌基因突变，骨髓体外培养异常以及细胞遗传学变异均提示本病属克隆性疾患，近年来随着研究的深入，越来越多的基因异常被发现1.1 生长调节基因2Ras 基因（ras genes）家族及其信号传导通路在肿瘤发生中的作用已经被证实，Ha Thanh Nishino 等［ 1］研究表明在 MDS中有 10%～40%存在 ras 基因的点突变，ras 基因突变率因 MDS的类型而异，以慢性骨髓单核细胞性白血病（Chronic Myelomonocytic Leukemia，CMML）的突变率最高。

ras 基因突变与患者的预后密切相关，有 ras 基因突变者预后较差，且易发展为急性髓细胞样白血病（acute myeloid leukemia，AML） fms 基因编码人集落刺激因子 1 （ colony stimulating factor 1，CSF 1 ）或巨噬细胞的细胞表面受体，表达依赖配体酪氨酸激酶的活性，CSF 1 可提高单核巨噬系统造血细胞的增殖和分化，fms 基因区域与造血系统疾病密切相关越来越多的证据表明［1］ ，编码子 969 的点突变与早期 MDS 亚型的发生有关1.2 细胞周期调控基因细胞周期调控基因，如周期素（cyclin） 、周期素依赖性激酶（CDK）及 CDK 抑制剂（CKI） p15INK4b 和 p16INK4b 等异常表达，在许多肿瘤的发生中起着重要作用，目前研究较多的是p15INK4b 基因p15INK4b 基因启动子区域内 CpG 岛（CpG islands）的高度甲基化在 MDS 中发生率较高Solomon 等［2］3研究发现近 61%（25/41）的 MDS 患者存在 p15INK4b 基因的甲基化，该基因的甲基化与骨髓存在原始细胞数量明显相关，序贯分析表明甲基化随着疾病向 AML 转化而增加。

在 MDS 诊断早期及疾病发展过程中均可发现 p15INK4b 甲基化，而且与 MDS 的 AML转化有关［3］ 这可能在 MDS 的发病机制中起重要作用EvI 1（ecotropic virus integration site 1）定位于染色体3q26，为一原癌基因，与髓系恶性肿瘤的发生密切相关，原发性癌基因 EvI 1的过度表达在慢性髓细胞样白血病和 MDS 向 AML 转化中的作用已经被证实［4］ 除了上述基因外，研究表明细胞周期调节蛋白 E（cyclin E）异常表达在 MDS 的发病中也可能起着重要作用但是否与向白血病转化相关尚需进一步研究1.3 WT1 基因WT1 基因（Wilms  tumor suppressor gene）是一种肿瘤抑制基因编码锌指蛋白转录因子，位于染色体 11p13q 上，最初在研究 Wilmls 肿瘤的病理时发现，在儿童 Wilmls 肿瘤中及生殖泌尿系统的发育中起着重要作用一直被认为是抑癌基因，但在白血病中的研究却揭示 WT1 基因在正常骨髓中低表达，而在白血病细4胞中异常表达，起着癌基因的作用［5］ ，是一个泛白血病标记近年来也有一些学者研究了 WT1 表达异常或突变在 MDS 发病中的意义，揭示 WT1 表达增高主要见于高危组 MDS 患者，并且 WT1 的表达水平与病情进展密切相关，经有效化疗或干细胞移植后 WT1转阴［6］ 。

1.4 线粒体 DNA 异常环形铁粒幼细胞是 MDS 中的一个重要的病态造血现象，是由铁负荷过多的线粒体绕核周排列而成，应用电镜发现幼红细胞中存在着广泛的核、浆异常而线粒体改变除了表现为铁蓄积外，还有形态异常、肿胀扩大等改变，可伴内膜断裂线粒体DNA（mt DNA ）突变可能是引起线粒体铁负荷过多的一个重要原因mt DNA 突变导致呼吸链上参与氧化还原反应的一些酶发生缺陷，三价铁不能被还原为亚铁用于血红素合成，从而粒体内发生蓄积由于 mt DNA不含内含子，既无组蛋白保护又无 DNA 修复酶，所以较染色体 DNA 更易发生突变因此，mt DNA 突变可能在 MDS 的发病早期起着重要作用［7 ］ 1.5 血管新生及其调节基因血管新生（angiogenesis ）是指在原有血管的基础上形成新5的微小血管血管新生介质有血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF ） 、纤维母细胞生长因子、血管生成因子、促血管素、肝细胞生长因子、白细胞介素 6 （IL 6 ） 、白细胞介素 1 （IL 1 ） 、白细胞介素 8 （IL 8 ）等研究证实［1］MDS 中血管新生增加，增生的程度与疾病的进展密切相关，造血细胞中特殊生长因子的过度表达影响肿瘤的微环境，也提示了在 MDS 肿瘤生长和增殖过程中，这些细胞因子有自分泌作用。

1.6 酪氨酸激酶受体基因FLT3（FMS like receptor tyrosine kinase）又称胎肝激酶2（fetal liver kinase 2，FLK2）或干细胞酪氨酸激酶 1（stem cell tyrosine kinase 1，STK） ，属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶家族成员，是AML 中最常发生变异的基因，其在造血祖细胞中被优先表达FLT3基因的内衔接重复在 20%的 AML 和 3%的 MDS 中被发现［1］ ，且FLT3 的异常在难治性贫血伴原始细胞过多（Refractory anemia with excess blasts，RAEB）中较难治性贫血（refractory anemia，RA）/环形铁粒幼红细胞性难治性贫血（refractory anemia with ring sideroblast，RARS ）更为多见，这种变异的出现多提示预后不良及从 MDS 向白血病转化的高风险性［8］ 1.7 JAK2 及 STAT5 基因6JAK（just another kinase 或 janus kinase）家族，是一种非受体型酪氨酸激酶，目前发现 4 个家族成员：JAK1、JAK2、JAK3 和 Tyk2。

家族中不同成员参与不同类型的细胞因子信号传导信号转导子和转录活化子（signal transducers and activators of transcription，STAT ）家族是在研究干扰素对基因表达的调控中被认识的，是一种 DNA 结合蛋白，在哺乳动物中已证实有 7 种家族成员近年，国外研究 MDS 发生机制的重要进展是，逐步认识到细胞因子受体超家族普遍通过 JAK/STAT 途径传导信息在 MDS 发病中的地位，认为该途径的活化是 MDS 造血细胞增殖、分化、凋亡信号转导的重要机制之一周永明等［9］采用实时定量 PCR 技术检测了 15 例 MDS RA型和 10 例 MDS RAEB型患者外周血 JAK2、STAT5 基因的表达水平，观察到 MDS RA组 JAK2 和 STAT5 实时定量 PCR 拷贝数明显高于正常组（均P<0.01） ，证实了 JAK2 和 STAT5 信号转导通路对于 MDS 发病的显著影响提示 JAK 和 STAT 信号转导途径在 MDS 造血细胞恶型转变中可能发挥重要的作用，可能是 MDS 低危型向高危型转化的重要通路，与 MDS 克隆型髓细胞恶变密切相关。

1.8 其它基因Miyazato 等［10］应用含 230 个基因编码膜蛋白生长因子和转录因子的 DNA 微阵列对 MDS 进行分析时，对来自 MDS 和7AML 的 AC133 造血干细胞的研究结果显示：许多基因呈疾病特异性表达，如 D1k、Tec（编码非受体蛋白酪氨酸激酶） 、三磷酸肌醇受体 I 型基因与 MDS 高度相关Dlk 编码一种跨膜蛋白，属于内皮生长因子样蛋白超家族，可能通过介导微环境间质细胞与造血干细胞的相互作用对增殖和分化进行调控Miyazato 应用实时定量 PCR 检测进一步证实 MDS 的 AC133 细胞中 Dlk mRNA 水平明显高于 AML 和慢性粒细胞白血病该研究表明 Dlk 基因过度表达在MDS 的发病中可能起着一定作用，并且是 MDS 的一个特异性诊断标记稽查点” （checkpoint）是真核细胞在长期进化过程中发展出的一种保证细胞周期中 DNA 复制和染色体分配质量的检查机制，在细胞周期调控中起着关键作用其中 DNA 损伤检查点基因CHK2 通过稳定 p53 并使 p53 与鼠双微基因 2（murine double minute gene 2，MDM2）复合物解聚来调控细胞周期进程，阻止受损 DNA 通过 G1 期。

研究表明在 41 例 MDS 中发现 4 例发生CHK2 突变，虽然发生率较低，但这一事实提示细胞周期检查站基因改变在 MDS 的发病中可能具有重要意义［6］ 另有资料显示，AML1 基因、CCAT 增强子结合蛋白α（ C/EBPα）基因及 p53 基因等在 MDS 的发病机制中均起着不同程度的作用［11］ 82 骨髓微环境改变越来越多的证据显示 MDS 造血微环境功能发生改变，其产生的负性调控因子，如肿瘤坏死因子（TNF α ） 、转化生长因子β（TGF β ） 、白细胞介素 1β （IL 1β ） ，被认为具有促进细胞凋亡的作用在细胞培养中，TNF α 能抑制造血祖细胞生长，诱导凋亡DNA 片段产生高浓度的 TNF α与骨髓中氧化嘧啶核苷的增加和谷胱甘肽浓度减低有关，可能引起氧自由基清除减少CD34+祖细胞的有限稀释分析显示［12 ］ ，除去可能产生调控信号，如 TNF α的细胞，被独立分析的细胞产生的克隆的数量不断增多同时研究发现，MDS 患者骨髓粘附细胞层 IL 6和TNF α分别比正常高 2 倍和 22 倍，巨噬细胞产生的 TNF α比正常高 9 倍，而纤维母细胞较之正常的纤维母细胞高 9 倍。

由此可见，MDS 骨髓巨噬细胞和纤维母细胞的功能是异常的，这种异常包括增加凋亡指数以 IL 6与 TNF α的高产TNF α 表达上调，可激活依赖 TNF 的凋亡途径，引起 MDS 的无效造血3 免疫缺陷3.1 T 淋巴细胞异常9T 淋巴细胞异常在 MDS 发病机制中起着重要作用在某些MDS 患者有 CD4+/CD8+细胞比值倒置，CD4+亚群绝对性减少及CD8+细胞功能异常研究发现，MDS 患者 Thl/Th2、Tc1/Tc2 比值及 CD8+CD28-、CD8+CD28-CD57+细胞比例增高，后者在体外抑制造血祖细胞增殖及产生过量造血负调节因子，同时与疾病活动性及免疫抑制治疗的疗效密切相关［13］ 至于 T 细胞的活化，推测是造血祖细胞上有某些异常表达的癌基因及融合基因或源自细菌、病毒的未知抗原直接刺激 T 细胞，通过抗原特异性 TCR 及共刺激因子使原态 T 细胞（naive T）转变为活化 CD3+CD8+CTL，发生非 MHC 依赖性单/寡克隆扩增，启动自身免疫过程T 细胞自身激活的同时又可能产生过强的细胞毒活性，释放 TNF α、IFN 7等造血负调控因子，对自身造血干细胞产生免疫攻击，抑制正常造。