李若林,王禹,姚奕斌,黃春妮
【關(guān)鍵詞】多發(fā)性骨髓瘤;生物標(biāo)志物;血清;組織;細(xì)胞
中圖分類號(hào):R733.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2021.11.012
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是第二常見(jiàn)的血液惡性腫瘤,表現(xiàn)為骨髓中漿細(xì)胞惡性克隆增殖,其臨床特征是在血漿或者尿液中出現(xiàn)單克隆免疫球蛋白,出現(xiàn)貧血、高鈣血癥、腎功能不全、感染、骨折等臨床癥狀[1]。近年來(lái),隨著組織病理學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、分子生物學(xué)及影像學(xué)的發(fā)展,筆者發(fā)現(xiàn)了許多與MM診斷或預(yù)后有關(guān)的生物標(biāo)志物,為MM的診斷與治療提供了重要依據(jù)?,F(xiàn)筆者針對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展MM患者的血清、組織、細(xì)胞中表達(dá)生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1在血清中表達(dá)的生物標(biāo)志物
1.1DDP8二肽基肽酶(dipeptidyl peptidase,DPP)是絲氨酸蛋白酶亞家族S9B的成員,包括DPP4、DPP8、DPP9和成纖維細(xì)胞活化蛋白,它們被認(rèn)為作為治療腫瘤藥物靶點(diǎn)具有廣闊的前景[2]。有研究證實(shí)DPP8/9抑制劑1G244對(duì)多種細(xì)胞系和CD138+細(xì)胞均有抗MM作用,并且DPP8而非DPP9是誘導(dǎo)DPP8/9抑制所致細(xì)胞死亡的關(guān)鍵分子,抑制DPP8可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,因此DPP8被認(rèn)為是MM治療的新型治療靶標(biāo)[3]。DPP8除了誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡外,還可能具有其他的生物學(xué)功能,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)針對(duì)DPP8的特異性抑制劑將為MM提供有前景的治療效果。
1.2VCAN多能蛋白聚糖(versican,VCAN)是一種大分子的細(xì)胞外基質(zhì)硫酸軟骨素蛋白多糖,它通過(guò)與其結(jié)構(gòu)域的相互作用參與細(xì)胞黏附、增殖、遷移和血管生成,從而在疾病發(fā)生與轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮作用[4]。有研究證實(shí)了MM患者血清中VCAN顯著升高,與其相關(guān)的microRNA分子表達(dá)則顯著降低,推測(cè)VCAN可作為MM診斷的潛在標(biāo)志物[5]。VCAN主要由Wnt通路產(chǎn)生,與β1 結(jié)合激活FAK,不僅促進(jìn)不同血液細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化,還能為腫瘤細(xì)胞增殖提供最佳生長(zhǎng)環(huán)境,在骨髓微環(huán)境生存中發(fā)揮著重要的作用。
1.3CTCs循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulatory tumor cells,CTCs)是從原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤部位釋放到循環(huán)中的細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn),MM外周血中循環(huán)腫瘤細(xì)胞越多,骨髓浸潤(rùn)程度越高,預(yù)后越差,從MGUS進(jìn)展到MM的時(shí)間越短,MM患者的生存時(shí)間越短,外周血中較高的CTCs數(shù)量與較高的骨髓浸潤(rùn)水平和不良預(yù)后有關(guān),因此檢測(cè)CTCs有助于診斷和評(píng)估MM[6]。
1.4miRNA微小核糖核酸(micro ribonucleic acid,miRNA)是內(nèi)源表達(dá)的18~25個(gè)核苷酸的非編碼RNA,它可以調(diào)節(jié)許多腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)miR-203、miR-30d在MM患者血清中低表達(dá),可以通過(guò)抑制細(xì)胞活力來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抑癌作用[5,7]。還有研究發(fā)現(xiàn),miR-21對(duì)MM具有致癌潛力,miR-720和miR-1246可能成為MM患者預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)[8]。由于RNA在疾病早期就能產(chǎn)生,具有一定的穩(wěn)定性和豐度后可進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),易于檢測(cè),miRNA與lncRNA、circRNA都被發(fā)現(xiàn)參與疾病過(guò)程,成為許多疾病早期檢測(cè)及預(yù)測(cè)疾病進(jìn)程的指標(biāo),它們有望成為潛在腫瘤標(biāo)志物。
1.5GDF15生長(zhǎng)分化因子15 (growth differentiation factor15,GDF-15)是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族成員之一,由骨髓基質(zhì)細(xì)胞分泌[9]。有研究發(fā)現(xiàn),在MM患者血清中GDF15濃度升高,不僅與患者的腎功能、貧血、MM分期和炎癥等具有相關(guān)性[10],與血紅蛋白、血小板計(jì)數(shù)、M蛋白、β2-微球蛋白、血肌酐等指標(biāo)也具有相關(guān)性[11]。另外,MM骨轉(zhuǎn)移患者血清中也發(fā)現(xiàn)GDF15濃度明顯增高,認(rèn)為它可能作為監(jiān)測(cè)骨轉(zhuǎn)移的新型標(biāo)志物[12]。此外,還有研究發(fā)現(xiàn)MM晚期患者的GDF15水平顯著升高,患者完全緩解后GDF15的濃度顯著降低[13]。由此可見(jiàn),GDF15與MM的進(jìn)展及預(yù)后密切相關(guān),推測(cè)它可作為診斷及監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。
2在組織中表達(dá)的生物標(biāo)志物
2.1ATIC在一項(xiàng)基于生物信息學(xué)研究中,使用多變量Cox回歸分析確定了16個(gè)與生存相關(guān)的自噬相關(guān)基因,其中包括5-氨基咪唑-4-羧酰胺核糖甲酰轉(zhuǎn)移酶/IMP環(huán)水解酶(ATIC)。同時(shí)證實(shí)了ATIC在MM樣本中的mRNA和蛋白水平明顯上調(diào),提示ATIC的上調(diào)可能在MM發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用[14]。ATIC是一種自噬相關(guān)基因,其可能通過(guò)調(diào)控AMPK/mTOR、Wnt/β-catenin通路介導(dǎo)細(xì)胞自噬參與MM進(jìn)展,但目前尚未有研究報(bào)道。
2.2M2極化的巨噬細(xì)胞近年來(lái),有學(xué)者依據(jù)MM患者骨髓組織M2極化的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)程度將患者分為高浸潤(rùn)組和低浸潤(rùn)組,發(fā)現(xiàn)高浸潤(rùn)組患者早期治療有效率明顯低于低浸潤(rùn)組,M2極化的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)程度和早期治療反應(yīng)相關(guān)[15]。M2極化的巨噬細(xì)胞通過(guò)促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞分泌系列炎癥因子、趨化因子和相關(guān)受體的表達(dá),從而促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞增殖以及保護(hù)骨髓瘤細(xì)胞免于凋亡。因此,M2極化的巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)可能在促進(jìn)MM的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。
2.3APN脂聯(lián)素(adiponectin, APN)是目前發(fā)現(xiàn)的唯一與體脂含量呈負(fù)相關(guān)的脂肪細(xì)胞因子。有研究發(fā)現(xiàn)低脂聯(lián)素血癥與MM風(fēng)險(xiǎn)升高相關(guān)[16]。LIU等[17]發(fā)現(xiàn)MM患者APN水平顯著降低,它可能通過(guò)增加AdipoR1的表達(dá),降低mTOR和4EBP1的磷酸化水平進(jìn)而抑制破骨細(xì)胞的分化成熟。APN可能是一種很有前途的生物標(biāo)志物,在確定某些意義不明的單克隆丙種球蛋白病和髓系血液系統(tǒng)惡性腫瘤患者發(fā)生骨髓瘤和白血病進(jìn)展的可能性方面具有潛在的診斷及預(yù)后價(jià)值[18]。APN具有增敏、抗炎、調(diào)節(jié)糖類和脂質(zhì)代謝、保護(hù)血管等多重作用,但它在血液中半衰期短、濃度高,因此,雖然具有潛在的靶點(diǎn)挖掘價(jià)值,但在臨床應(yīng)用上也有新的挑戰(zhàn)。
2.4circRNA-MYBL2MYBL2屬于MYB轉(zhuǎn)錄因子家族成員,對(duì)細(xì)胞周期、生存、分化發(fā)揮重要的生理性調(diào)節(jié)作用。由于MYBL2被逐漸發(fā)現(xiàn)在很多腫瘤中異常表達(dá),因此它被認(rèn)為與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)circRNA-MYBL2在MM組織中表達(dá)下調(diào),它低表達(dá)與臨床分期和不良預(yù)后密切相關(guān),外源 circRNA-MYBL2的表達(dá)可抑制MM細(xì)胞活力、DNA合成和細(xì)胞周期進(jìn)程。進(jìn)一步研究表明,circRNA-MYBL2促進(jìn)了Cyclin F與MYBL2的結(jié)合,抑制 MYBL2磷酸化和激活,從而抑制許多增殖相關(guān)癌基因的轉(zhuǎn)錄,因此它有可能成為MM患者潛在靶點(diǎn)[19]。
2.5PD-1程序性死亡因子1(PD-1)是一種免疫觸點(diǎn)受體,通過(guò)與其配體PD-L1和PD-L2相互作用,進(jìn)而調(diào)節(jié)外周組織中T細(xì)胞的活性。有研究檢測(cè)出MM骨髓活檢標(biāo)本PD-1和PD-L2的總體表達(dá)率分別為26.2%和61.9%,說(shuō)明PD-1通路在MM進(jìn)展中發(fā)揮作用,但無(wú)法證明這些標(biāo)志物對(duì)預(yù)后有影響[20]。但也有研究發(fā)現(xiàn)sPD-L1水平升高與MM預(yù)后不良相關(guān)[21]。MM患者的BMSCs可能通過(guò)PD-1/PD-L1軸誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞凋亡,并抑制CD8+T細(xì)胞釋放穿孔素和顆粒酶B,從而促進(jìn)MM的免疫逃逸[22]。PD-1抑制劑是近年來(lái)腫瘤治療方面最引人注目的方向之一,與之相關(guān)的免疫治療療效預(yù)測(cè)的標(biāo)志物研究也成為了新的研究熱點(diǎn)。
3在細(xì)胞中表達(dá)的生物標(biāo)志物
3.1KDM6B賴氨酸脫甲基酶6B(KDM6B)是一種組蛋白去甲基化酶,它不僅參與炎癥反應(yīng),還參與應(yīng)激誘導(dǎo)的衰老、發(fā)育和分化等多種生物學(xué)過(guò)程。KDM6B以環(huán)境依賴的方式參與腫瘤的發(fā)生,還能增強(qiáng)甲基化進(jìn)而抑制腫瘤的順鉑耐藥性。已有研究證實(shí)KDM6B低表達(dá)可抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖與侵襲能力[23]。最近的研究也表明KDM6B在MM細(xì)胞中高度表達(dá),它通過(guò)激活NF-κB通路誘導(dǎo)MAPK分子,從而促進(jìn)MM細(xì)胞的增殖,在MM的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[24]。
3.2IL-6白介素-6(IL-6)屬于白介素家族的多效細(xì)胞因子,它通過(guò)作用于B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞,刺激機(jī)體產(chǎn)生炎癥并參與免疫調(diào)節(jié)、造血和腫瘤發(fā)生。IL-6/STAT3信號(hào)通路是多種腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵通路之一,它能通過(guò)介導(dǎo)下游致癌靶基因的激活促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展。有研究發(fā)現(xiàn),MM患者中IL-6水平高表達(dá),提示IL-6可能參與MM的發(fā)病機(jī)制[25],認(rèn)為它可作為破骨標(biāo)志物評(píng)估MM患者預(yù)后[26]。針對(duì)IL-6的靶向藥物如IL-6抑制劑siltuximab治療MM的臨床試驗(yàn)也在陸續(xù)開(kāi)展,并使患者獲得部分緩解[27]。
3.3端粒酶端粒酶是一種核糖核蛋白復(fù)合物,合成并添加端粒DNA序列,從而逆轉(zhuǎn)每一輪復(fù)制中DNA的丟失。在一項(xiàng)MM的體外治療研究中,抑制端粒重復(fù)結(jié)合因子2和端粒酶活性,MM患者顯示了很好的效果[28]。最近,一種端粒酶抑制劑(MST-312)通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和下調(diào)細(xì)胞增殖及炎癥因子作用,對(duì)MM細(xì)胞顯示出明顯的抑制作用,它有可能是一個(gè)新型標(biāo)志物[29]。
3.4CD38CD38是一種在髓系和淋巴組織中低水平表達(dá)的糖蛋白,在正常情況下CD38可以促進(jìn)漿細(xì)胞的遷移和黏附細(xì)胞信號(hào)。研究者發(fā)現(xiàn),復(fù)發(fā)/難治性MM患者中,治療開(kāi)始時(shí)CD38呈高表達(dá),在達(dá)雷妥尤單抗治療4個(gè)周期后,CD38表達(dá)降低[30]。還有研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有MM細(xì)胞表面都表達(dá)高水平的CD38[31]。CD38參與MM微環(huán)境調(diào)控,是一個(gè)非常有意義的靶點(diǎn)。2015年,抗CD38單克隆抗體daratumumab已經(jīng)被批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)/難治性MM患者的治療,近年來(lái)以CD38作為靶點(diǎn)的MM免疫靶向治療也取得良好的進(jìn)展,它對(duì)MM的診斷與預(yù)后作用具有重要意義。
4小結(jié)和展望
在過(guò)去的幾十年里,MM的診斷主要以檢測(cè)β2-MG、白蛋白、LDH等傳統(tǒng)血清標(biāo)志物為判斷指標(biāo)。血液樣本因采集方便、損傷小、易于持續(xù)追蹤不同階段的濃度變化、可重復(fù)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),是尋找疾病早期生物標(biāo)志物最常用且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方法之一。
隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的新型生物標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)并日益受到廣泛關(guān)注,如血清標(biāo)志物DPP8、CTCs、VCAN等,細(xì)胞標(biāo)志物KDM6B、CD38、IL-6等,組織標(biāo)志物M2極化巨噬細(xì)胞、脂聯(lián)素、circRNA-MYBL2等,以它們作為靶點(diǎn)研發(fā)的藥物也取得許多良好的療效。隨著科技的發(fā)展,更多靈敏檢測(cè)技術(shù)(如單分子免疫列陣、免疫沉淀-質(zhì)譜聯(lián)用、電化學(xué)發(fā)光、免疫磁減量等)的應(yīng)用,新型生物標(biāo)志物的探索會(huì)趨于精準(zhǔn)、高效,這也將為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)MM的早期診斷、治療及預(yù)后評(píng)估奠定重要的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] RAJKUMAR S V,DIMOPOULOS M A,PALUMBO A,et al.International myeloma working group updated criteria for the diagnosis of multiple myeloma[J].Lancet Oncol,2014,15(12):e538-e548.
[2] WILSON C H,ZHANG H E,GORRELl M D,et al.Dipeptidyl peptidase 9 substrates and their discovery:current progress and the application of mass spectrometry-based approaches[J].Biol Chem,2016,397(9):837-856.
[3] SATO T,TATEKOSHi A,TAKADA K,et al.DPP8 is a novel therapeutic target for multiple myeloma[J].Sci Rep,2019,9(1):18094.
[4] DU W W,YANG W N,YEE A J.Roles of versican in cancer biology:tumorigenesis,progression and metastasis[J].Histol Histopathol,2013,28(6):701-713.
[5] GUPTA N,KUMAR R,SETH T,et al.Clinical significance of circulatory microRNA-203 in serum as novel potential diagnostic marker for multiple myeloma[J].J Cancer Res Clin Oncol,2019,145(6):1601-1611.
[6] SANOJA-FLORES L,F(xiàn)LORES-MONTERO J,GARCS J J,et al.Next generation flow for minimally-invasive blood characterization of MGUS and multiple myeloma at diagnosis based on circulating tumor plasma cells (CTPC)[J].Blood Cancer J,2018,8(12):117.
[7] ZHU B Y,CHEN H M,ZHANG X F,et al.Serum miR-30d as a novel biomarker for multiple myeloma and its antitumor role in U266 cells through the targeting of the MTDH/PI3K/Akt signaling pathway[J].Int J Oncol,2018,53(5):2131-2144.
[8] JONES C I,ZABOLOTSKAYA M V,KING A J,et al.Identification of circulating microRNAs as diagnostic biomarkers for use in multiple myeloma[J].Br J Cancer,2012,107(12):1987-1996.
[9] TANNO T,LIM Y,WANG Q J,et al.Growth differentiating factor 15 enhances the tumor-initiating and self-renewal potential of multiple myeloma cells[J].Blood,2014,123(5):725-733.
[10] BANASZKIEWICZ M,MAYSZKO J,BATKO K,et al.Evaluating the relationship of GDF-15 with clinical characteristics,cardinal features,and survival in multiple myeloma[J].Mediators Inflamm,2020,2020:5657864.
[11] 趙娜,楊俊杰.多發(fā)性骨髓瘤患者血清GDF15的檢測(cè)及其臨床意義[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2014,39(3):270-275.
[12] WINDRICHOVA J,F(xiàn)UCHSOVA R,KUCERA R,et al.Testing of a novel cancer metastatic multiplex panel for the detection of bone-metastatic disease—a pilot study[J].Anticancer Res,2016,36(4):1973-1978.
[13] MEI S,WANG H,F(xiàn)U R,et al.Hepcidin and GDF15 in Anemia of multiple myeloma[J].Int J Hematol,2014,100(3):266-273.
[14] LI R,CHEN G,DANG Y,et al.Upregulation of ATIC in multiple myeloma tissues based on tissue microarray and gene microarrays[J].Int J Lab Hematol,2021,43(3):409-417.
[15] 陳芯儀,孫瑞雪,張文燕,等.替代活化型巨噬細(xì)胞和多發(fā)性骨髓瘤早期治療反應(yīng)的關(guān)系及機(jī)制研究[J].中華血液學(xué)雜志,2017,38(6):480-486.
[16] DALAMAGA M,KARMANIOLAS K,PANAGIOTOU A,et al.Low circulating adiponectin and resistin,but not leptin,levels are associated with multiple myeloma risk:a case-control study[J].Cancer Causes Control,2009,20(2):193-199.
[17] LIU Z,LIU H,LI Y,et al.Adiponectin inhibits the differentiation and maturation of osteoclasts via the mTOR pathway in multiple myeloma[J].Int J Mol Med,2020,45(4):1112-1120.
[18] DALAMAGA M,CHRISTODOULATOS G S.Adiponectin as a biomarker linking obesity and adiposopathy to hematologic malignancies[J].Horm Mol Biol Clin Investig,2015,23(1):5-20.
[19] YU S S,AI L M,WEI W,et al.circRNA circ-MYBL2 is a novel tumor suppressor and potential biomarker in multiple myeloma[J].Hum Cell,2021,34(1):219-228.
[20] KORKMAZ S,ERDEM S,AKAY E,et al.Do PD-1 and PD-L2 expressions have prognostic impact in hematologic malignancies?[J].Turk J Med Sci,2019,49(1):265-271.
[21] ZHANG X H,LIU L,ZHOU S Y,et al.Plasma soluble programmed death ligand 1 levels predict clinical response in peripheral T-cell lymphomas[J].Hematol Oncol,2019,37(3):270-276.
[22] LIU Z,MI F,HAN M,et al.Bone marrow-derived mesenchymal stem cells inhibit CD8+ T cell immune responses via PD-1/PD-L1 pathway in multiple myeloma[J].Clin Exp Immunol,2021,205(1):53-62.
[23] 李炳亮, 楊婭, 黃英麗, 等.miR-20a-5p 靶向 KDM6B 對(duì)骨肉瘤細(xì)胞增殖, 遷移和侵襲能力的影響[J].國(guó)際腫瘤學(xué)雜志, 2021, 48(2): 65-73.
[24] OHGUCHI H,HARADA T,SAGAWA M,et al.KDM6B modulates MAPK pathway mediating multiple myeloma cell growth and survival[J].Leukemia,2017,31(12):2661-2669.
[25] GU J Y,HUANG X,ZHANG Y,et al.Cytokine profiles in patients with newly diagnosed multiple myeloma:survival is associated with IL-6 and IL-17A levels[J].Cytokine,2021,138:155358.
[26] POP V, PARVU A, CRACIUN A, et al.Modern markers for evaluating bone disease in multiple myeloma (review) [J].Exp Ther Med, 2021, 22(5): 1329.
[27] ORLOWSKI R Z,GERCHEVA L,WILLIAMS C,et al.A phase 2,randomized,double-blind,placebo-controlled study of siltuximab (anti-IL-6 MAb) and bortezomib versus bortezomib alone in patients with relapsed or refractory multiple myeloma[J].Am J Hematol,2015,90(1):42-49.
[28] KUMAR R,GUPTA N,HIMANI,et al.Novel combination of tanshinone I and lenalidomide induces chemo-sensitivity in myeloma cells by modulating telomerase activity and expression of shelterin complex and its associated molecules[J].Mol Biol Rep,2018,45(6):2429-2439.
[29] AMERI Z,GHIASI S,F(xiàn)ARSINEJAD A,et al.Telomerase inhibitor MST-312 induces apoptosis of multiple myeloma cells and down-regulation of anti-apoptotic,proliferative and inflammatory genes[J].Life Sci,2019,228:66-71.
[30] PATI ?倛 O-ESCOBAR B,RAMOS R,LINARES M,et al.CD38:from positive to negative expression after daratumumab treatment[J].Cureus,2020,12(4):e7627.
[31] BONELLO F,D'AGOSTINO M,MOSCVIN M,et al.CD38 as an immunotherapeutic target in multiple myeloma[J].Expert Opin Biol Ther,2018,18(12):1209-1221.
(收稿日期:2021-10-15修回日期:2021-10-28)
(編輯:黃研研)