FLT3内部串联重复突变（FLT3-ITD）出现于约1/4的急性髓系白血病（AML）患者，引起AML预后不良，导致AML复发风险增加和总体生存率较低^[1]。目前针对FLT3-ITD已有数种耐受性良好的酪氨酸激酶抑制剂出现，如Midostaurin、Gilteritinib、Quizartinib等^[2]。这些抑制剂在临床实践中展现出良好的治疗反应，并在一定程度上改善了AML患者的预后。但是FLT3抑制剂的耐药性，尤其是作为单一疗法使用时，却是导致其临床效果不佳的原因。组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）可从蛋白质上赖氨酸残基的ε-氨基脱去乙酰基团，其底物包括组蛋白和非组蛋白。在多种类型肿瘤，尤其是白血病中，存在HDACs异常表达或被致癌蛋白异常招募的现象^[3]。HDACs异常引起基因异常转录以及蛋白功能紊乱，进而调控白血病干细胞的干性维持，从而抵抗多种治疗手段。

2017年胡炯和梁爱斌团队合作在Leukemia杂志上报道化疗药物能引起AML细胞中HDAC3表达上调^[4]。上调的HDAC3能去乙酰化AKT并促进后者活化，进而增强AML细胞的DNA损伤修复能力，维持AML基因组的稳定，引起对化疗抵抗。靶向抑制HDAC3能增加化疗药物对AML的杀伤，逆转AML细胞化疗耐药。由于临床上针对FLT3-ITD+ AML常采用化疗和FLT3抑制剂联合疗法，而HDACs在FLT3抑制剂耐药中所起作用尚不清楚。

基于此，2020年2月13日，上海交通大学医学院附属瑞金医院胡炯教授课题组与同济大学附属同济医院梁爱斌教授课题组合作在Blood上发表题为“FLT3 inhibition upregulates HDAC8 via FOXO to inactivate p53 and promote maintenance of FLT3-ITD+ acute myeloid leukemia”的文章，发现了HDAC8维持FLT3-ITD+ AML白血病干细胞稳定性和抵抗FLT3抑制剂的分子机制，以及靶向HDAC8治疗FLT3-ITD+ AML的潜在新策略。   

在该研究中，研究团队通过利用两种含有FLT3-ITD突变的AML细胞株以及病人原代AML细胞，发现抑制FLT3可导致HDAC8上调。之前已经有多项研究证明HDAC8的异常表达与多种肿瘤的不良预后相关^[5]。靶向抑制HDAC8结合FLT3抑制剂治疗可增加FLT3-ITD+ AML的死亡，抑制克隆形成能力，并延长移植了FLT3-ITD+ AML细胞系的NOD-SCID小鼠的生存期。 

图1. 抑制FLT3引起HDAC8上调；靶向FLT3和HDAC8显著杀伤FLT3-ITD+ AML

对用HDAC8特异性抑制剂处理的FLT3-ITD+ AML细胞进行基因表达分析显示p53信号通路显著上调。同时抑制FLT3和HDAC8可以显著上调p53乙酰化水平，增强p53的抗肿瘤作用。相反，敲低p53能阻止HDAC8和/或FLT3抑制剂所诱导的FLT3-ITD+ AML细胞凋亡。研究人员进一步证实HDAC8表达增加是由于转录增强所致，转录因子FOXO1/3在上调HDAC8和促进对FLT3抑制剂抵抗中起着关键作用。

图2. FOXO1/3诱导HDAC8转录上调，进而抑制p53信号

最后，研究人员建立了FLT3-ITD+ AML PDX模型，并利用PDX模型证实HDAC8和FLT3抑制剂联合治疗具有更显著的疗效，降低小鼠体内白血病负荷，延长小鼠的生存期，并减少CD34+白血病干细胞的比例和数量。二次移植实验更是证明抑制HDAC8可以靶向白血病干细胞，降低白血病起始能力。此外，研究人员还证明在KIT突变的AML中，同时靶向HDAC8和KIT也可能具有优异的疗效。

图3. 在PDX模型中联合抑制FLT3和HDAC8具有更显著的疗效

综上所述，该研究提出了上调HDAC8对酪氨酸激酶抑制剂耐药的新机制。FLT3抑制后可通过FOXO1/3引起HDAC8转录增加，进而抑制AML细胞中p53的活性，从而在酪氨酸激酶抑制剂治疗后促进白血病维持和耐药性。本研究为酪氨酸激酶突变的肿瘤治疗提供了新策略。

图4. 双靶向FLT3和HDAC8的分子机制模式图

本文作者：同济大学附属同济医院博士研究生龙俊为本文的第一作者，上海交通大学医学院附属瑞金医院硕士研究生贾明愿、方玮玥和陈欣洁医生为本文的共同第一作者。

Daniela S.   Krause教授认为，该文章发现了FOXO1/3-HDAC8-p53介导的信号通路在FLT3-ITD+ AML白血病干细胞稳定性和FLT3抑制剂耐药的作用机制。

AML中的白血病干细胞像“狐狸”一样具有某些狡猾的特性，导致对标准化疗方案耐药，并持续存在。AML中约1/3患者伴FLT3-ITD+，该部分患者预后差，复发率高，总生存期短。FLT3靶向TKI联合化疗尽管无法清除白血病干细胞，但一定程度上提高了FLT3-ITD+ AML患者的预后。但FLT3抑制剂耐药，特别是单药使用时，是FLT3抑制剂不能获得较好临床疗效的主要原因。FLT3酪氨酸激酶结构域中“守门结构域”或活化环突变，促存活信号通路激活是FLT3抑制剂耐药的主要机制，同时发现存在其他基因突变，如TET2、IDH1等，特别是在使用FLT3抑制剂crenolanib治疗的患者中。此外，骨髓微环境以及FLT3配体和成纤维细胞生长因子（FGF2）的产生也在FLT3-ITD+ AML细胞对FLT3抑制剂耐药中发挥了一定作用。

该文章中，作者通过转录因子FOXO1/3介导的组蛋白去乙酰化酶（HDAC）8的上调阐述了FLT3-ITD+   AML细胞对FLT3抑制剂耐药的新机制。HDAC8上调抑制了肿瘤抑制蛋白p53的活性，从而促进了FLT3-ITD+ AML细胞在FLT3抑制剂存在的情况下的持续存活。

利用两种伴FLT3突变的AML细胞株以及人原代AML细胞，作者发现Quizartinib治疗导致HDAC8上调，此前发现在多种癌症中HDAC过表达与不良预后有关。在移植了FLT3突变细胞株的免疫抑制NOD SCID小鼠中，靶向HDAC8联合FLT3抑制剂治疗使得FLT3-ITD+ AML细胞死亡增加，小鼠生存延长。对使用HDAC抑制剂的FLT3突变细胞行基因表达谱分析发现p53通路明显上调。反之，p53缺失可阻止接受HDAC和/或FLT3抑制剂治疗FLT3-ITD+ AML细胞的凋亡。假设HDAC8表达增加与转录增强有关，作者进一步研究发现了转录因子FOXO1/3在HDAC上调和促进FLT3抑制剂耐药中的作用。靶向HDAC8也可以激活p53。在使用人FLT3-ITD+ AML细胞进行异种移植研究中，通过二次移植试验，作者进一步证实了与FLT3抑制剂单药治疗相比，靶向HDAC8和FLT3可提高疗效，降低白血病起始能力。最后，作者发现抑制HDAC8和特定酪氨酸激酶对伴有其他活化酪氨酸激酶突变的细胞同样有利。

总之，该文章阐明了上调HDAC8是TKI耐药的一个新机制。联合FLT3抑制剂和HDAC8抑制剂是清除AML白血病干细胞的一个潜在方法。由于研究已证实HDAC抑制剂在多种癌症中可通过不同的作用机制克服治疗耐药，其他HDAC是否以一种类似依赖FOXO1/3-p53通路的方式促进治疗耐药仍有待进一步研究。特定HDAC抑制剂已经进入临床试验，在几大血液肿瘤中心已经用于临床。其他“狡猾的狐狸”（促进白血病进展）的抑制剂的研发能否使得“兔子”（白血病干细胞）得以“逃之夭夭”，我们将拭目以待。

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