骨髓增生异常综合征发病机制、骨髓细胞凋亡及新的治疗方法初探
作者：高雪芝
单位：南京铁道医学院 (南京 210009)
关键词：
铁道医学990601 患有骨髓增生异常综合征(MDS)大多数的病人，其外周血可有不同程度的一系或多系血细胞减少，而骨髓却呈现增生活跃或明显活跃，并出现病态造血的征象。大约有30%的病人最终会演变成急性白血病，其中大都将转变为髓系白血病，但也有少数最终表现为急性淋巴细胞白血病的报道。10多年来，经过众多学者的致力研究，发现MDS是一克隆性疾病，其多能造血干细胞存在病变。本病的染色体异常以5、7号最为常见，其次受累的是8、20、21、17和9号。5号染色体长臂丢失时常伴有生长因子基因及生长因子相关基因的丢失。现已知IL3、Gm-CSF、IL4、IL5、IL9、EGR、CDC 25C、PDGF等生长因子均位于5q上，原癌基因FMS以及倾向于被视为抑癌基因的IFR-1基因也均位于5q。同许多其他恶性肿瘤一样，在MDS可探出原癌基因尤其是N-RAS在密码子12、13位点上的点突变，并有抑癌基因p53突变及Rb基因表达异常的报道。另外，细胞因子TNF-α、TGF-β、IL1β、IL6、SCF等基因表达的不正常以及端粒酶的活性增加而端粒缩短等，在MDS发病机制中也起了重要作用。
, 百拇医药
总之，目前认为MDS的发病与其他恶性肿瘤一样，是一个多步骤发病过程，多能造血干细胞在某些因素(如化学制剂、电离辐射、逆转录病毒感染等)影响下受到损害，使细胞转化，形成一个异常克隆细胞，并获得生长优势，发生克隆性增殖及扩展。由于内在环境的变化，又可发生新的突变，产生新的亚克隆。亚克隆的不断增殖、扩展，加上基因的不稳定性，从而又发生了白血病性亚克隆。白血病性亚克隆的不可遏制的增殖的结果导致了白血病的最终发生。
关于MDS的治疗，以往尚无有效的治疗方法，仍然主要依靠支持疗法、维生素D3及维甲酸等诱导分化疗法、雄激素、生长因子以及化学疗法等。这些治疗方法均不能使大多数病人获得满意的治疗效果，这促使医学工作者开始进而深入地去探究MDS的生物学变化，希望能由此发现既实用又易行的治疗方法来逆转本病发生的损害。美国Rush肿瘤研究所在其他学者过去10年来研究的基础上，几经努力，对MDS的发病机制提出了自已的新观点，为今后在MDS治疗中应用抗细胞因子、抗细胞凋亡的新的治疗手段奠定了基础。另外，美国于1998年召开了由ALZA制药公司、美国生物科学和MDS基金会联合主办的有1 000位血液病和肿瘤病专家参加的“MDS的治疗方案及支持治疗”专题讨论会，会上由Bennett JM作了总结性报告，本文将对以上两方面的动向作一简要介绍。
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1 MDS是一干细胞疾病
当今用高分辨的生物化学和分子生物学研究方法已经证实MDS的骨髓是单克隆的。这种单克隆性不应当与恶性疾患的单克隆性相混淆。例如原发的标危急性单核细胞性白血病(AML)是克隆性疾病，但AML的克隆性只是指白血病细胞或原始细胞，而此时同时存在的残余的造血细胞一般不属于该克隆。在MDS的情况则不一样，其骨髓细胞包括红系、粒系和巨核系(也可能包括B淋巴细胞)的各个分化阶段的所有细胞都起源于一个单一的有病变的干细胞，换言之，干细胞的这种转化了的病变使其本身获得了增殖优势，以致使多能干细胞的整个“补给”池(“feeder” compart-ment)已被具有转化病变的祖细胞所淹没。
2 MDS的“转化因素”的本质
MDS的“转化因素”的本质目前尚不清楚，但在MDS病人有一些细胞遗传学上的改变是相当常见的，有一种比较常见的染色体异常是5q 31.1的丢失，从而导致了IRF-1基因丢失，5q 31.1的丢失可见于30%的MDS病人和50%的继发于MDS的AML病人。
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IRF-1基因可以由于“外旋子逃逸”的加速而发生功能性失活，也可以由于一个等位基因上的外旋子逃逸加速再加上另一等位基因的IRF-1的丢失使MDS向AML转化；反之，IRF-2的过多表达也能产生抑制IRF-1的作用。然而我们尚不能把IRF-1视为“转化因素”，因为这种丢失在MDS中仅见于20%～80%的造血细胞。若以MDS的单克隆本质为理论基础来作解释，那么应当是100%的细胞都有损害发生，但事实却并非如此。因此，这种只影响到MDS部分而不是全部细胞群体的基因异常尚不能被看作为是转化因素。
其次，Evi-1基因(内斜视病毒整合位点1基因)与小鼠由病毒诱导的髓系白血病有关。同样，其不正常的表达也与人类AML与MDS的发生有关。该基因的不正常表达，在鼠类已证实可使骨髓前体细胞对促红素失去反应，这一发现对MDS发病机制的探讨很有价值，因为在MDS病态造血时首当其冲的是红系前体细胞。但是Evi-1的异常并未见于所有的MDS，因而也不能被看作是本病最初的转化因素。其他分子生物学的损害包括原癌基因ras，fms和抑癌基因p53的突变以及其他抑癌基因的低调表达。
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上述，十分清楚地显示MDS是一克隆性疾病，尽管其确切的最初的转化因素尚不完全明了，但根据这一复杂的综合征在临床上表现为高度的杂合不一，由此推断很可能它们最初的转化因素在各组间都不尽相同。尽管如此，我们认为MDS的发生、发展与前述的肿瘤多步骤发病机制相同，受累的细胞获得增殖优势，超越其邻近的细胞而产生克隆性造血，在多步骤发病机制介导下，最终导致白血病的发生。
3 MDS临床征候群的发生机制
MDS一个很明显的临床表现是外周血血细胞减少而骨髓细胞却增生明显活跃。对于这种相反的“分离”现象，美国Rush肿瘤研究所经过多年的努力研究认为，这可以解释为骨髓造血细胞增殖的增加被同时增加的骨髓内细胞凋亡所消亡。他们通过对MDS患者输注IUdR、BrdU来观察细胞周期变化，发现120例MDS细胞周期总时间(Tc)中位数为35h，而标记指数(LI)是26.1%。因此MDS是有明显增殖活动的疾病，然而这种快速增殖却被快速而过度的细胞凋亡所消除殆尽。Rush肿瘤研究所用ISEL技术检测片段DNA的方法检测MDS病人骨髓活检标本的细胞凋亡情况，发现MDS病人骨髓细胞凋亡远远高于AML及正常人。102例MDS中50%病人的骨髓活检标本出现30%～50%的细胞凋亡。增殖(IUdR/BrdU)与凋亡(ISEL)双标记显示大量S期细胞同时出现了细胞凋亡。这种增殖与凋亡同时存在的现象可以解释为何外周血血细胞减少而骨髓却增生明显活跃的现象。
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4 MDS治疗新动向
Bennett JM医学博士在1998年由ALZA药剂公司、美国生物科学和MDS基金会联合主办的国际MDS专题讨论会(“MDS治疗方案和支持治疗”专题讨论会)总结了一些权威人士提出的新的治疗方法，他特别提到来自Arizona大学肿瘤中心的材料，他们采用amifostine的治疗方法，结果显示该药刺激了造血祖细胞，减少原本会走向凋亡的CD34+细胞，并且使中性粒细胞、血小板和红细胞的计数增加。该药已开始了静脉输注治疗的Ⅱ期研究。该大学还报告了Sodium Phenylbutyrate的应用，该制剂能刺激髓系白血病细胞的分化，并在体外培养系统中能抑制原始细胞的增殖，目前也已在临床研究中。国家癌症研究院(NCI)提供了把12种化疗制剂分别单独应用的治疗经验，有效率(完全有效加部分有效)为10%～40%，完全缓解率0～30%。其中大多数方案已开始Ⅱ期研究，其中小剂量Ara-c连续使用3个月也显示了有效的结果，并已开始Ⅲ期临床研究。M.D.爱迪生癌症中心提出用topotecan与ara-c联合治疗对进展性或高危的MDS可望获得缓解。来自西雅图癌症中心的报告提供了关于异基因骨髓移植治疗的材料，移植结果251例的MDS病人无病生存率：6岁以下为40%，20岁或20岁以下为60%，50岁以上为20%；复发率<20%，移植3年后未再见到复发的病例。
我院与美国Rush肿瘤研究所对MDS病人开创了抗细胞凋亡、抗细胞因子的治疗，使约50%～70%的MDS病人的血液学改变，得到部分甚至完全缓解的疗效，从而达到延缓甚或阻止MDS病情向急性白血病的演变。
收稿日期：1999-06-12
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单位：南京铁道医学院 (南京 210009)
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铁道医学990601 患有骨髓增生异常综合征(MDS)大多数的病人，其外周血可有不同程度的一系或多系血细胞减少，而骨髓却呈现增生活跃或明显活跃，并出现病态造血的征象。大约有30%的病人最终会演变成急性白血病，其中大都将转变为髓系白血病，但也有少数最终表现为急性淋巴细胞白血病的报道。10多年来，经过众多学者的致力研究，发现MDS是一克隆性疾病，其多能造血干细胞存在病变。本病的染色体异常以5、7号最为常见，其次受累的是8、20、21、17和9号。5号染色体长臂丢失时常伴有生长因子基因及生长因子相关基因的丢失。现已知IL3、Gm-CSF、IL4、IL5、IL9、EGR、CDC 25C、PDGF等生长因子均位于5q上，原癌基因FMS以及倾向于被视为抑癌基因的IFR-1基因也均位于5q。同许多其他恶性肿瘤一样，在MDS可探出原癌基因尤其是N-RAS在密码子12、13位点上的点突变，并有抑癌基因p53突变及Rb基因表达异常的报道。另外，细胞因子TNF-α、TGF-β、IL1β、IL6、SCF等基因表达的不正常以及端粒酶的活性增加而端粒缩短等，在MDS发病机制中也起了重要作用。
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总之，目前认为MDS的发病与其他恶性肿瘤一样，是一个多步骤发病过程，多能造血干细胞在某些因素(如化学制剂、电离辐射、逆转录病毒感染等)影响下受到损害，使细胞转化，形成一个异常克隆细胞，并获得生长优势，发生克隆性增殖及扩展。由于内在环境的变化，又可发生新的突变，产生新的亚克隆。亚克隆的不断增殖、扩展，加上基因的不稳定性，从而又发生了白血病性亚克隆。白血病性亚克隆的不可遏制的增殖的结果导致了白血病的最终发生。
关于MDS的治疗，以往尚无有效的治疗方法，仍然主要依靠支持疗法、维生素D3及维甲酸等诱导分化疗法、雄激素、生长因子以及化学疗法等。这些治疗方法均不能使大多数病人获得满意的治疗效果，这促使医学工作者开始进而深入地去探究MDS的生物学变化，希望能由此发现既实用又易行的治疗方法来逆转本病发生的损害。美国Rush肿瘤研究所在其他学者过去10年来研究的基础上，几经努力，对MDS的发病机制提出了自已的新观点，为今后在MDS治疗中应用抗细胞因子、抗细胞凋亡的新的治疗手段奠定了基础。另外，美国于1998年召开了由ALZA制药公司、美国生物科学和MDS基金会联合主办的有1 000位血液病和肿瘤病专家参加的“MDS的治疗方案及支持治疗”专题讨论会，会上由Bennett JM作了总结性报告，本文将对以上两方面的动向作一简要介绍。
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1 MDS是一干细胞疾病
当今用高分辨的生物化学和分子生物学研究方法已经证实MDS的骨髓是单克隆的。这种单克隆性不应当与恶性疾患的单克隆性相混淆。例如原发的标危急性单核细胞性白血病(AML)是克隆性疾病，但AML的克隆性只是指白血病细胞或原始细胞，而此时同时存在的残余的造血细胞一般不属于该克隆。在MDS的情况则不一样，其骨髓细胞包括红系、粒系和巨核系(也可能包括B淋巴细胞)的各个分化阶段的所有细胞都起源于一个单一的有病变的干细胞，换言之，干细胞的这种转化了的病变使其本身获得了增殖优势，以致使多能干细胞的整个“补给”池(“feeder” compart-ment)已被具有转化病变的祖细胞所淹没。
2 MDS的“转化因素”的本质
MDS的“转化因素”的本质目前尚不清楚，但在MDS病人有一些细胞遗传学上的改变是相当常见的，有一种比较常见的染色体异常是5q 31.1的丢失，从而导致了IRF-1基因丢失，5q 31.1的丢失可见于30%的MDS病人和50%的继发于MDS的AML病人。
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IRF-1基因可以由于“外旋子逃逸”的加速而发生功能性失活，也可以由于一个等位基因上的外旋子逃逸加速再加上另一等位基因的IRF-1的丢失使MDS向AML转化；反之，IRF-2的过多表达也能产生抑制IRF-1的作用。然而我们尚不能把IRF-1视为“转化因素”，因为这种丢失在MDS中仅见于20%～80%的造血细胞。若以MDS的单克隆本质为理论基础来作解释，那么应当是100%的细胞都有损害发生，但事实却并非如此。因此，这种只影响到MDS部分而不是全部细胞群体的基因异常尚不能被看作为是转化因素。
其次，Evi-1基因(内斜视病毒整合位点1基因)与小鼠由病毒诱导的髓系白血病有关。同样，其不正常的表达也与人类AML与MDS的发生有关。该基因的不正常表达，在鼠类已证实可使骨髓前体细胞对促红素失去反应，这一发现对MDS发病机制的探讨很有价值，因为在MDS病态造血时首当其冲的是红系前体细胞。但是Evi-1的异常并未见于所有的MDS，因而也不能被看作是本病最初的转化因素。其他分子生物学的损害包括原癌基因ras，fms和抑癌基因p53的突变以及其他抑癌基因的低调表达。
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上述，十分清楚地显示MDS是一克隆性疾病，尽管其确切的最初的转化因素尚不完全明了，但根据这一复杂的综合征在临床上表现为高度的杂合不一，由此推断很可能它们最初的转化因素在各组间都不尽相同。尽管如此，我们认为MDS的发生、发展与前述的肿瘤多步骤发病机制相同，受累的细胞获得增殖优势，超越其邻近的细胞而产生克隆性造血，在多步骤发病机制介导下，最终导致白血病的发生。
3 MDS临床征候群的发生机制
MDS一个很明显的临床表现是外周血血细胞减少而骨髓细胞却增生明显活跃。对于这种相反的“分离”现象，美国Rush肿瘤研究所经过多年的努力研究认为，这可以解释为骨髓造血细胞增殖的增加被同时增加的骨髓内细胞凋亡所消亡。他们通过对MDS患者输注IUdR、BrdU来观察细胞周期变化，发现120例MDS细胞周期总时间(Tc)中位数为35h，而标记指数(LI)是26.1%。因此MDS是有明显增殖活动的疾病，然而这种快速增殖却被快速而过度的细胞凋亡所消除殆尽。Rush肿瘤研究所用ISEL技术检测片段DNA的方法检测MDS病人骨髓活检标本的细胞凋亡情况，发现MDS病人骨髓细胞凋亡远远高于AML及正常人。102例MDS中50%病人的骨髓活检标本出现30%～50%的细胞凋亡。增殖(IUdR/BrdU)与凋亡(ISEL)双标记显示大量S期细胞同时出现了细胞凋亡。这种增殖与凋亡同时存在的现象可以解释为何外周血血细胞减少而骨髓却增生明显活跃的现象。
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4 MDS治疗新动向
Bennett JM医学博士在1998年由ALZA药剂公司、美国生物科学和MDS基金会联合主办的国际MDS专题讨论会(“MDS治疗方案和支持治疗”专题讨论会)总结了一些权威人士提出的新的治疗方法，他特别提到来自Arizona大学肿瘤中心的材料，他们采用amifostine的治疗方法，结果显示该药刺激了造血祖细胞，减少原本会走向凋亡的CD34+细胞，并且使中性粒细胞、血小板和红细胞的计数增加。该药已开始了静脉输注治疗的Ⅱ期研究。该大学还报告了Sodium Phenylbutyrate的应用，该制剂能刺激髓系白血病细胞的分化，并在体外培养系统中能抑制原始细胞的增殖，目前也已在临床研究中。国家癌症研究院(NCI)提供了把12种化疗制剂分别单独应用的治疗经验，有效率(完全有效加部分有效)为10%～40%，完全缓解率0～30%。其中大多数方案已开始Ⅱ期研究，其中小剂量Ara-c连续使用3个月也显示了有效的结果，并已开始Ⅲ期临床研究。M.D.爱迪生癌症中心提出用topotecan与ara-c联合治疗对进展性或高危的MDS可望获得缓解。来自西雅图癌症中心的报告提供了关于异基因骨髓移植治疗的材料，移植结果251例的MDS病人无病生存率：6岁以下为40%，20岁或20岁以下为60%，50岁以上为20%；复发率<20%，移植3年后未再见到复发的病例。
我院与美国Rush肿瘤研究所对MDS病人开创了抗细胞凋亡、抗细胞因子的治疗，使约50%～70%的MDS病人的血液学改变，得到部分甚至完全缓解的疗效，从而达到延缓甚或阻止MDS病情向急性白血病的演变。
收稿日期：1999-06-12
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