丁倩倩 陳勤奮

（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院血液科 上海 200040）

表觀遺傳學(xué)（epigenetics）是研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變、但基因的表達(dá)發(fā)生了可遺傳的變化的一門(mén)遺傳學(xué)分支學(xué)科?！癳pigenetics”一詞最早由Waddington于1942年提出[1]，是一種與遺傳學(xué)（genetics）相對(duì)應(yīng)的概念，主要研究基因型和表型的關(guān)系。Holiday[1]在1987年對(duì)表觀遺傳學(xué)作出了更為系統(tǒng)的論述，即指“沒(méi)有DNA序列變化、但可遺傳的基因表達(dá)改變”。表觀遺傳學(xué)的分子機(jī)制包括DNA甲基化（DNA methylation）、組蛋白修飾（histone modification）、染色質(zhì)重塑（chromatin remodeling）和RNA干擾（RNA interference）4種。骨髓增生異常綜合征（myelodysplastic syndrome, MDS）是一組起源于造血干細(xì)胞的異質(zhì)性髓系克隆性疾病，其特點(diǎn)是髓系細(xì)胞分化及發(fā)育異常，表現(xiàn)為無(wú)效造血、難治性血細(xì)胞減少和造血功能衰竭，可高風(fēng)險(xiǎn)向急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia, AML）轉(zhuǎn)化。MDS的發(fā)生是一個(gè)多因素、多步驟的過(guò)程，除有一系列的細(xì)胞遺傳學(xué)改變外，表觀遺傳學(xué)的異常在MDS的發(fā)病機(jī)制中也起著非常重要的作用。由于表觀遺傳改變具有可逆性，故能逆轉(zhuǎn)表觀遺傳異常的藥物成為近年MDS治療的新策略[2]。

MDS的表觀遺傳異常主要涉及DNA甲基化和組蛋白去乙?；╤istone deacetylation）等。DNA甲基化由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase, DNMT）催化；組蛋白乙酰化則受兩種作用相反的酶即組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histone acetyltransferase, HAT）和組蛋白去乙酰酶（histone deacetylase, HDAC）的調(diào)控[3]。抑癌基因的DNA甲基化或組蛋白去乙?；瘯?huì)導(dǎo)致抑癌基因的靜默，與MDS的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。DNMT抑制劑和HDAC抑制劑的臨床應(yīng)用不僅為MDS治療提供了新的手段，而且也為其他腫瘤的治療提供了借鑒，因?yàn)楸碛^遺傳異常也普遍存在于其他實(shí)體或非實(shí)體腫瘤中[4]。

1 DNMT抑制劑治療MDS

甲基化異常是最常見(jiàn)、也是目前研究得最多的腫瘤表觀遺傳改變。腫瘤細(xì)胞DNA在基因啟動(dòng)子區(qū)域的CpG島的高度甲基化會(huì)改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象、抑制基因的轉(zhuǎn)錄，從而使基因表達(dá)靜默。迄今為止，美國(guó)FDA共批準(zhǔn)過(guò)兩個(gè)具有表觀遺傳療效的藥物用于MDS的治療，它們分別是阿扎胞苷（azacytidine, 即5-氮雜胞苷，5-AZA）和地西他濱（decitabine, 即5-氮雜-2’-脫氧胞苷, DAC）[5]。這兩個(gè)藥物均為核苷類(lèi)DNMT抑制劑，可通過(guò)磷酸化后摻合到基因組DNA中與DNMT形成共價(jià)復(fù)合物、抑制DNMT與DNA結(jié)合而發(fā)揮轉(zhuǎn)甲基活性、最終誘導(dǎo)DNA去甲基化[3,6]。

1.1 5-AZA

5-AZA于1963年被合成，此后曾進(jìn)行用于治療AML的臨床研究并被證明有效[7]，2004年5月被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于MDS治療[8]，是第一個(gè)靶向表觀遺傳的DNMT抑制劑，批準(zhǔn)依據(jù)是一項(xiàng)代號(hào)為“美國(guó)癌癥與白血病研究組B（Cancer and Leukemia Group B, CALGB）9221”的隨機(jī)、對(duì)照臨床研究數(shù)據(jù)[8-10]。該研究納入191例《國(guó)際預(yù)后評(píng)分系統(tǒng)（International Prognostic Scoring System, IPSS）》評(píng)分為高危、中危-2和中危-1并伴進(jìn)行性血細(xì)胞減少的MDS患者，比較了5-AZA與最佳支持治療（best supportive care, BSC）的療效。結(jié)果顯示，接受5-AZA皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重復(fù)1個(gè)療程治療患者的生活質(zhì)量明顯改善、輸血需求明顯減少且高危MDS患者向AML轉(zhuǎn)化或死亡的時(shí)間明顯延遲。在另一項(xiàng)代號(hào)為“AZA-001”的國(guó)際多中心、平行、開(kāi)放試驗(yàn)中，358例高危MDS患者被隨機(jī)分成5-AZA治療組和傳統(tǒng)治療（BSC、小劑量阿糖胞苷、強(qiáng)誘導(dǎo)化療）組。結(jié)果顯示，5-AZA組患者的總生存期明顯改善：5-AZA組和傳統(tǒng)治療組的中位生存期分別為24.5和15個(gè)月（P＝0.000 1），2年生存率分別為51%（42.1%～58.8%）和26%（18.7%～34.3%）。5-AZA組的完全緩解率達(dá)17%、總有效率為49%，均優(yōu)于傳統(tǒng)治療組[11]。這些數(shù)據(jù)表明，5-AZA治療可有效延長(zhǎng)高危MDS患者的總生存期及進(jìn)展至AML或死亡的時(shí)間。5-AZA治療也可有效延長(zhǎng)老年高危MDS患者的總生存期及進(jìn)展至AML或死亡的時(shí)間[12]。Musto等[13]回顧性分析了74例接受5-AZA治療的低?；蛑形?1 MDS患者的情況，發(fā)現(xiàn)總反應(yīng)率為45.9%，其中64例患者經(jīng)4個(gè)療程治療后的總反應(yīng)率為51.6%、中位反應(yīng)時(shí)間為6個(gè)月、中位隨訪15個(gè)月時(shí)的生存率為71.0%，證明5-AZA治療不僅可以延緩高危MDS進(jìn)展、而且對(duì)低危MDS患者也有一定的療效。

美國(guó)FDA批準(zhǔn)的5-AZA治療方案原為皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重復(fù)1個(gè)療程，至少連續(xù)用4個(gè)療程；2007年1月，美國(guó)FDA又批準(zhǔn)了5-AZA的經(jīng)靜脈內(nèi)給藥方案[14]。5-AZA已于2010年被美國(guó)國(guó)家癌癥綜合網(wǎng)絡(luò)發(fā)表的《臨床實(shí)踐指南》列為對(duì)中危-2和高危MDS患者有Ⅰ類(lèi)證據(jù)的優(yōu)選治療藥物[15]，是中危和高危MDS、尤其是不能耐受化療的老年MDS患者的重要治療選擇。

1.2 DAC

5-AZA是DAC 的一種前體藥物。DAC于1964年被合成，在體外的去甲基化作用較5-AZA高30倍以上，最初亦用于AML治療研究[7]。對(duì)DAC的研究幾乎與5-AZA同時(shí)進(jìn)行[4]。DAC在高劑量時(shí)有細(xì)胞毒作用、在低劑量時(shí)有去甲基化作用，治療MDS有劑量低和毒性低的優(yōu)勢(shì)[16]。DAC于2006年5月被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于中危-2和高危MDS治療，是第2個(gè)靶向表觀遺傳的DNMT抑制劑，批準(zhǔn)依據(jù)是一項(xiàng)代號(hào)為“NCT 00071799”的在美國(guó)和加拿大共22家醫(yī)院的臨床中心進(jìn)行的國(guó)際多中心、隨機(jī)、對(duì)照試驗(yàn)數(shù)據(jù)。該試驗(yàn)納入358例高危MDS患者，結(jié)果顯示與BSC組相比，DAC治療組的總緩解率和總改善率明顯更高，且有8%患者的細(xì)胞遺傳學(xué)改善，說(shuō)明DAC可以改變MDS的病程[11,17]。2008年9月，中國(guó)國(guó)家食品與藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)DAC用于中危-2和高危MDS治療[18]。

DAC的治療方案有3 d和5 d方案兩種，分別是每8小時(shí)經(jīng)靜脈內(nèi)輸注（＞3 h）1次15 mg/m2連用3 d、每6周為1個(gè)療程和每天經(jīng)靜脈內(nèi)輸注（＞1 h）20 mg/m2連用5 d、每4周為1個(gè)療程。5 d方案的耐受性和治療反應(yīng)率均更好，常見(jiàn)不良反應(yīng)是骨髓抑制、惡心和皮疹等（存在個(gè)體差異）。低危MDS患者接受DAC每天皮下注射20 mg/m2連用3 d或每周3次治療也可獲得良好的療效[19]。

2 HDAC抑制劑治療MDS

組蛋白修飾比DNA甲基化復(fù)雜得多，包括組蛋白的乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化、糖基化、二磷酸腺苷核糖基化和羰基化等，其中研究得最多的是乙?；?。染色質(zhì)轉(zhuǎn)錄狀態(tài)依賴(lài)于組蛋白編碼，HDAC在染色質(zhì)構(gòu)象改變中也起部分作用。組蛋白尾部賴(lài)氨酸殘基的局部修飾會(huì)影響染色質(zhì)的構(gòu)象和轉(zhuǎn)錄。通常，組蛋白賴(lài)氨酸殘基的乙?；c轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)（常染色質(zhì)）相關(guān)，而組蛋白的去乙?；c轉(zhuǎn)錄失活狀態(tài)的染色質(zhì)（異染色質(zhì)）相關(guān)[20]。組蛋白的磷酸化主要影響信號(hào)傳導(dǎo)通路中相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。組蛋白的乙酰化和磷酸化都是可逆的，但組蛋白的甲基化一直被認(rèn)為是不可逆的過(guò)程。組蛋白甲基化和DNA甲基化會(huì)聯(lián)合作用和共同參與基因靜默，并通過(guò)DNA復(fù)制而傳遞下去[21]。鑒于組蛋白乙?；哂锌赡嫘缘奶卣?，目前MDS的表觀遺傳藥物除DNMT抑制劑外還有HDAC抑制劑。

HDAC抑制劑是通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞分化、抑制腫瘤細(xì)胞增殖和（或）凋亡、調(diào)控細(xì)胞周期而使靜默的抑癌基因重新表達(dá)的[22-23]。HDAC抑制劑可依化學(xué)結(jié)構(gòu)分為4類(lèi)：①短鏈脂肪酸類(lèi)物質(zhì)，如丙戊酸（valproic acid）、丁酸酯類(lèi)物質(zhì)；②異羥肟酸（氧肟酸）類(lèi)物質(zhì)，如曲古抑菌素 A、伏立諾他（vorinostat）、LBH589/LAQ824、PXD101；③環(huán)肽類(lèi)物質(zhì)，如FK228、縮酚酸肽；④苯甲酰胺類(lèi)物質(zhì)，如地那林（tacedinaline）、MS-275[23-25]。20世紀(jì)90年代以來(lái)，越來(lái)越多的HDAC抑制劑被發(fā)現(xiàn)及用于血液系統(tǒng)腫瘤和實(shí)體瘤的治療研究。新型HDAC抑制劑可在小劑量、低濃度下誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化和選擇性凋亡，抗腫瘤譜廣且對(duì)正常細(xì)胞無(wú)毒性。其中，丁酸酯類(lèi)物質(zhì)是第一類(lèi)得到驗(yàn)證的HDAC抑制劑；vorinostat于2006年10月被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于皮膚T細(xì)胞淋巴瘤治療，是第一個(gè)被美國(guó)FDA批準(zhǔn)的HDAC抑制劑[25]。

2001年起，HDAC抑制劑開(kāi)始被用于MDS治療研究。Kuendgen等[26]用丙戊酸聯(lián)合全反式維甲酸治療MDS，低危、中危-1、中危-2和高危MDS組的總反應(yīng)率分別為8%、11%、22%和50%，治療反應(yīng)主要見(jiàn)于低危核型組。其他HDAC抑制劑苯丁酸酯（phenylbutyrate）、縮酚酸肽、LBH589、vorinostat和MS-275也在進(jìn)行治療MDS的Ⅰ或Ⅱ期臨床試驗(yàn)，盡管反應(yīng)率較DNMT抑制劑低，但顯示有良好的安全性[26]。丙戊酸是一種抗癲癇藥，在抗癲癇有效治療濃度時(shí)表現(xiàn)出很強(qiáng)的HDAC抑制活性，國(guó)內(nèi)研究也顯示其治療MDS有效[27-28]。

3 表觀遺傳藥物的聯(lián)合治療

基于DNA甲基化和組蛋白修飾對(duì)抑癌基因靜默的共同作用，推測(cè)DNMT抑制劑和HDAC抑制劑聯(lián)合應(yīng)用應(yīng)有良好的協(xié)同作用。近年來(lái)進(jìn)行的DNMT抑制劑5-AZA或DAC聯(lián)合HDAC抑制劑丙戊酸或苯丁酸酯治療MDS的Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示，總反應(yīng)率為54%、完全反應(yīng)率為22%[25]。Gore等[29]發(fā)現(xiàn)，在治療的第1個(gè)療程就有與治療相關(guān)的DNA甲基化逆轉(zhuǎn)。但也有研究指出，合用丙戊酸并未提高療效。Issa等[30]用DAC聯(lián)合或不聯(lián)合丙戊酸治療67例MDS和AML患者，發(fā)現(xiàn)是否合用丙戊酸對(duì)療效沒(méi)有顯著影響，推測(cè)這可能與DNA高甲基化水平僅部分通過(guò)組蛋白去乙?；禄蜢o默有關(guān)。當(dāng)然，這些臨床試驗(yàn)的病例數(shù)還偏少，最終結(jié)論仍待進(jìn)一步的更大規(guī)模的臨床隨機(jī)試驗(yàn)的揭示。

4 結(jié)語(yǔ)

作為一種靶向治療手段，表觀遺傳藥物治療MDS這種難治性惡性克隆性疾病有一定的療效和優(yōu)勢(shì)，今后的研究將著重于表觀遺傳藥物的理想劑量及治療方案、表觀遺傳藥物的精確作用機(jī)制、是否有可用于預(yù)測(cè)療效或耐藥的生物標(biāo)記以及新藥開(kāi)發(fā)等方面。5-AZA的口服前體藥物 2’,3’,5’-三乙?；?-5-阿扎胞苷（2’,3’,5’-triacetyl-5-azacitidine, TAC）目前已經(jīng)完成動(dòng)物試驗(yàn)，即將進(jìn)入臨床試驗(yàn)。作為5-AZA的前體藥物，持續(xù)口服TAC可使患者持續(xù)暴露于小劑量、低毒性的5-AZA治療中，有利于延緩DNA低甲基化作用并減緩MDS向AML的進(jìn)展[31]。

[1] Holliday R. Epigenetics: a historical overview [J].Epigenetics, 2006, 1(2): 76-80.

[2] Fathi AT, Abdel-Wahab O. Mutations in epigenetic modifiers in myeloid malignancies and the prospect of novel epigenetictargeted therapy [J/OL]. Adv Hematol, 2012, 2012: 469592[2012-05-20]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3145345/pdf/AH2012-469592.pdf.

[3] 杜傳清, 毛平. 骨髓增生異常綜合征中表觀遺傳學(xué)的研究進(jìn)展[J]. 國(guó)際輸血及血液學(xué)雜志, 2011, 34(4): 352-358.

[4] Garcia-Manero G. Modifying the epigenome as a therapeutic strategy in myelodysplasia [J/OL]. Hematology: Am Soc Hematol Educ Program Book, 2007, (1): 405-411 [2012-05-20]. http://asheducationbook.hematologylibrary.org/content/2007/1/405.full.pdf+html.

[5] Blum W. How much? How frequent? How long? A clinical guide to new therapies in myelodysplastic syndromes [J/OL]. Hematology: Am Soc Hematol Educ Program Book,2010, (1): 314-321 [2012-05-20]. http://asheducationbook.hematologylibrary.org/content/2010/1/314.full.pdf+html.

[6] Issa JP, Kantarjian HM. Targeting DNA methylation [J]. Clin Cancer Res, 2009, 15(12): 3938-3946.

[7] Sekeres MA. Treatment of MDS: something old, something new, something borrowed... [J/OL]. Hematology: Am Soc Hematol Educ Program Book, 2009, (1): 656-663 [2012-05-20]. http://asheducationbook.hematologylibrary.org/content/2009/1/656.full.pdf+html.

[8] Kaminskas E, Farrell A, Abraham S, et al. FDA Approval summary: azacitidine for treatment of myelodysplastic syndrome subtypes [J]. Clin Cancer Res, 2005, 11(10): 3604-3608.

[9] Buckstein R, Yee K, Wells RA, et al. 5-Azacytidine in myelodysplastic syndromes: a clinical practice guideline [J].Cancer Treat Rev, 2011, 37(2): 160-167.

[10] G?tze K, Platzbecker U, Giagounidis A, et al. Azacitidine for treatment of patients with myelodysplastic syndromes (MDS):practical recommendations of the German MDS Study Group[J]. Ann Hematol, 2010, 89(9): 841-850.

[11] Fenaux P, Mufti GJ, Hellstrom-Lindberg E, et al. Efficacy of azacitidine compared with that of conventional care regimens in the treatment of higher-risk myelodysplastic syndromes:a randomised, open-label, phase III study [J]. Lancet Oncol,2009, 10(3): 223–232.

[12] Fenaux P, Mufti GJ, Hellstr?m-Lindberg E, et al, Azacitidine prolongs overall survival compared with conventional care regimens in elderly patients with low bone marrow blast count acute myeloid leukemia [J]. J Clin Oncol, 2010, 28(4):562-569.

[13] Musto P, Maurillo L, Spagnoli A, et al. Azacitidine for the treatment of lower risk myelodysplastic syndromes: a retrospective study of 74 patients enrolled in an Italian named patient program [J]. Cancer, 2010, 116(6): 1485-1494.

[14] 張勇, 陳潔平. 骨髓增生異常綜合征的表觀遺傳治療[J].重慶醫(yī)學(xué), 2009, 38(23): 3021-3025.

[15] 劉菲, 徐瑞榮. DNA甲基化與骨髓增生異常綜合征研究進(jìn)展[J]. 腫瘤學(xué)雜志, 2011, 17(5): 382-384.

[16] 許峰, 李曉. 骨髓增生異常綜合征表觀遺傳學(xué)治療進(jìn)展[J]. 白血病淋巴瘤, 2009, 18(11): 690-693.

[17] 李莉, 趙維蒞, 沈志祥. MDS的表觀遺傳學(xué)異常與治療[J]. 國(guó)際輸血及血液學(xué)雜志, 2010, 33(3): 211-215.

[18] 譚昀, 杜熙, 楊薇, 等. 治療骨髓增生異常綜合征新藥——地西他濱[J]. 中國(guó)新藥雜志, 2010, 19(2): 91-94.

[19] 劉真真, 何廣勝. 地西他濱治療骨髓增生異常綜合征的臨床現(xiàn)狀[J]. 國(guó)際輸血及血液學(xué)雜志, 2011, 34(5): 319-322.

[20] Mufti G, List AF, Gore SD, et al. Myelodysplastic syndrome[J/OL]. Hematology: Am Soc Hematol Educ Program Book,2003, (1): 176-199 [2012-05-20]. http://asheducationbook.hematologylibrary.org/content/2003/1/176.full.pdf+html.

[21] 陸嶸, 房靜遠(yuǎn). 表觀遺傳修飾與腫瘤[J]. 生命科學(xué), 2006,18(1): 10-14.

[22] Quintás-Cardama A, Santos FP, Garcia-Manero G. Histone deacetylase inhibitors for the treatment of myelodysplastic syndrome and acute myeloid leukemia [J]. Leukemia, 2011,25(2): 226-235.

[23] 葉靜嫻, 鹿全意. 組蛋白去乙酰化酶抑制劑治療血液腫瘤研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)臨床藥理學(xué)雜志, 2010, 26(10): 777-780.[24] 檀瓊, 劉全海. 組蛋白去乙?；敢种苿┑难芯窟M(jìn)展[J].世界臨床藥物, 2010, 31(10): 616-620.

[25] Stintzing S, Kemmerling R, Kiesslich T, et al.Myelodysplastic syndrome and histone deacetylase inhibitors:“to be or not to be acetylated”? [J/OL]. J Biomed Biotechnol,2011, 2011: 214143 [2012-05-20]. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3100562/pdf/JBB2011-214143.pdf.

[26] Kuendgen A, Strupp C, Aivado M, et al. Treatment of myelodysplastic syndromes with valproic acid alone or in combination with all-trans retinoic acid [J]. Blood, 2004,104(5): 1266-1269.

[27] 上官輝, 汪寶貞. 丙戊酸鈉聯(lián)合全反式維甲酸治療骨髓增生異常綜合征22例[J]. 白血病淋巴瘤, 2010, 19(9): 555-557.

[28] 陳寶安, 張波, 李春蕊, 等. 丙戊酸鈉對(duì)骨髓增生異常綜合征細(xì)胞株SKM-1作用及其機(jī)制的研究[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志, 2010, 18(6): 1515-1519.

[29] Gore SD, Baylin S, Sugar E, et al. Combined DNA methyltransferase and histone deacetylase inhibition in the treatment of myeloid neoplasms [J]. Cancer Res, 2006,66(12): 6361-6369.

[30] Issa JP, Castoro R, Ravandi-Kashani F, et al. Randomized phase II study of combined epigenetic therapy: decitabine vs.decitabine and valproic acid in MDS and AML [J]. Blood,2008, 112(11): Abstract 228.

[31] Ziemba A, Hayes E, Freeman BB 3rd, et al. Development of an oral form of azacytidine: 2’,3’,5’-triacetyl-5-azacytidine [J/OL]. Chemother Res Pract, 2011, 2011: 965826 [2012-05-20].http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3263612/pdf/CHRP2011-965826.pdf.