国外医学输血及血液学分册1999年第22卷第4期

秦慧综述 羊裔明审校

摘要 造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附在正常造血功能中起重要作用。慢性粒细胞白血病（CML）中造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附存在缺陷，导致一系列病理变化。干扰素（IFN）通过改善造血干/祖细胞上粘附分子的表达或改变骨髓基质组分来恢复CML的粘附缺陷，同时也恢复由粘附介导的细胞生长调控信号的传导。

关键词：慢性粒细胞白血病 粘附缺陷 干扰素

慢性粒细胞白血病（CML）是造血干细胞克隆性增殖疾病，以Ph染色体为其标志性特征。同种异基因造血干细胞移植（Allo-HSCT）是目前唯一能治愈CML的手段，但受年龄及供者来源的限制，仅约15％~25％的病人能有机会得到此种治疗。常规的化疗如马利兰、羟基脲，虽能控制疾病症状，但无法清除Ph^＋细胞。从80年代初将干扰素（IFN）用于治疗CML以来，各种临床观察肯定了INF治疗CML的疗效。INF的治疗不仅能使CML达到血液学完全缓解（CHR），而且能达到细胞遗传学完全缓解（CCR），可明显地延长患者的慢性期及生存时间^[1~5]，这是任何一种常规化疗药物难以达到的治疗效果。因此，IFN越来越受到血液学家的重视。但人们对IFN如何发挥选择性地杀伤肿瘤细胞、恢复正常造血的作用机理却不甚明了。近20年来，人们认识到CML的造血干/祖细胞的粘附缺陷在CML的发病中起重要作用，从而对IFN纠正CML的粘附缺陷的机理研究也日渐深入。现就IFN治疗CML恢复CML粘附缺陷的作用作一综述。

1 造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附在正常造血中的意义

造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附在正常造血功能中起重要作用^[6，7]。造血干/祖细胞的增殖、分化、成熟，并有序地从骨髓释放入血循环，以及骨髓移植时造血干细胞的归巢等均需细胞与骨髓基质间的粘附作用介导，而这种粘附作用是依赖于粘附分子参与的。正常血细胞表面表达多种粘附分子，包括：（1）免疫球蛋白家族，如ICAM、LFA－3、NCAM；（2）整合素家族，其均为由α、β链构成的异二聚体，如VLA1－6、LFA－1；（3）选择素家族：L－Selectin、E－Selectin、P－Selectin；（4）钙依赖性粘附分子：E－Caherin、N－Caherin、P－Caherin；（5）尚未归类的CD₄₄分子^[6~10]。粘附分子的正常表达是造血干/祖细胞定居骨髓基质并进行增殖、分化和发育成熟所必需的。细胞的粘附分子提供锚定位点，以便幼稚造血细胞粘附到骨髓基质，并介导分化调节信号，使幼稚造血细胞在从骨髓释放之前进一步分化成熟。随着造血细胞的分化成熟，粘附分子的表达呈下调趋势，从而使已分化成熟的细胞脱离骨髓释放入血循环^[6]。由粘附分子介导的造血干/祖细胞与骨髓基质之间的粘附作用还直接参与调控造血干/祖细胞生长的信号传递。造血干/祖细胞膜上表达的β₁整合素（α₄β₁、α₅β₁）分两个亚单位，即α及β；α位于胞外作为配体的结合位点，β₁位于胞内，传递由内至外或由外至内的信号。当配体作用于整合素时，整合素及细胞骨架蛋白定位于局部接触区，与已发生局部磷酸化的FAK粘附激素结合，为含SH₂结构域的适应蛋白如Paxillin、Crk、Crb-2、PI3k等提供结合位点。使其磷酸化或去磷酸化，从而激活 cyclin、Ras/mapk等细胞生长调控途径，影响细胞的增殖与发育^[7，11]。

2 CML造血干/祖细胞的粘附缺陷

研究发现，CML造血干/祖细胞与骨髓基质细胞及其基质成分包括纤维连结蛋白（Fibronectin fN）、硫酸乙酰肝素（Heparan sulfate）之间的粘附存在缺陷^[7，12]。这种缺陷造成幼稚细胞对造血微环境中的生长抑制作用的逃逸，从而过度增殖，同时也导致了大量幼稚细胞提前进入外周血循环出现髓外造血。随着研究的深入，现已证实：CML粘附缺陷的原因在于造血干/祖细胞上的粘附分子的表达异常，如β₁整合素的功能障碍^[13]、L－Selection及LFA－3的表达降低^[14，15]，异常结构的CD₄₄的表达^[10]等。目前对于CML粘附分子的研究显示：β₁整合素VLA－4在CML粘附作用中起重要作用。在CML造血干/祖细胞膜表面VLA－4的表达量与正常造血干/祖细胞相等，但其功能存在缺陷^[16]，表现为在胞外与基质细胞上的FN结合障碍及在胞内与细胞骨架蛋白相互作用形成帽状结构的无能^[7]。同时，实验证实，CML的骨髓基质组分及细胞因子的表达下降也影响了β₁整合素的正常粘附功能，正是造血干/祖细胞与骨髓基质间的粘附异常造成了CML的一系列表现而成为CML发病机制的可能的重要原因之一。

3 IFN改善CML的粘附缺陷

IFN用于治疗CML的机制之一可能在于恢复或改善了CML的粘附缺陷以及由粘附介导的正常的细胞生长调控。1994年Grander等^[16，17]研究揭示经IFN－α、IFN－γ处理后的CML骨髓单个核细胞（BMMNC）较未经IFN处理的BMMNC与骨髓基质的粘附率增高。而Bhatia等^{[16，21，22]}进一步将CML的CD₃₄^＋细胞分离出来与IFN－α共同孵育一定时间后，再与骨髓基质细胞共同培养，发现IFN－α明显提高了CML长期培养起始细胞（LTC－IC）及CFCa与基质细胞的粘附率。同时Bhatia等用流式细胞仪检测发现，CML造血干/祖细胞（CD₃₄^＋DR⁺）上的α₄β₁、α₅β₁的表达水平与正常的造血干/祖细胞无差异，IFN－α的处理并不能提高CML造血干/祖细胞上α₄β₁、α₅β₁的表达。但抗α₄、α₅、β₁、血管细胞粘附分子（VCAM）抗体能使经IFN－α作用后的造血干/祖细胞与基质之间的粘附作用明显下降，对未经IFN－α处理的CML造血干/祖细胞的粘附作用无影响。这说明在CML造血干/祖细胞上β₁整合素的表达水平是正常的，仅有功能不足。而IFN－α对CML造血干/祖细胞的粘附功能的恢复正是通过上调β₁整合素的功能来实现的。另外L－选择素是参与造血干/祖细胞与基质的粘附，介导细胞生长的重要粘附分子。1996年Kuniko等^[14]研究发现在CML cD₃₄^＋CD₃₈^＋细胞上，L－选择素的表达水平明显低于正常的CD₃₄^＋细胞。而经IFN－α治疗后，出现细胞遗传学缓解的CML患者的L－选择素明显增高，推测IFN－α可能直接诱导了L－选择素在CML cD₃₄^＋细胞上的表达。

IFN除通过具有恢复或改善CML造血干/祖细胞上粘附分子的表达而纠正CML存在的粘附缺陷外，还可通过恢复CML骨髓基质细胞上粘附分子的表达，诱导其产生细胞因子，改变基质细胞外基质成分（CEM）等作用来提高基质细胞层对CML造血干/祖细胞的粘附作用^[13，18~22]。1989年Cuncan等^[18]研究发现IFN－α及IFN－γ能影响上皮细胞对glycoaminoglycan(GAG)、FN、胶原等的合成。1990年，Dowding等^[19，20]认为骨髓微环境可能是INF－α作用的另一靶向物、故将CML的BM基质细胞与IFN－α、IFN－γ共同孵育一定时间，观察到基质细胞对CML细胞的BI－CFC及GM－CFC的粘附率明显提高，同时测定由骨髓基质细胞（BMSC）合成的GAG及蛋白含量，结果显示IFN－α能明显提高GAG和蛋白的含量，骨髓细胞外基质（CEM）中的神经氨酸的含量不受影响。经神经氨酸酶处理后的骨髓基质能恢复与CML的BI－CFC的粘附功能，而外源性的神经氨酸能拮抗由IFN－α所提高的粘附功能，由此推测IFN－α可能是通过提高基质中GAG及蛋白含量来稀释神经氨酸以减小神经氨酸对粘附作用的副影响，从而增强CML的BI－CFC和GM－CFC与基质的粘附。1994年,Bhatia等^[21，22]观察到基质细胞经IFN－α处理后与CML造血干/祖细胞的粘附作用得以提高，而过量MIP－1α的加入也能提高CML造血干/祖细胞与基质的粘附率，但加入抗MIP－1α抗体与抗TGF－β抗体却能抑制由IFN所诱导的CML的粘附作用，显示IFN－α恢复粘附功能的机理之一可能为诱导了基质中MIP－1α及TGF－β的表达增高。1995年Bhatia等^[21]证实在经IFN－α处理后的基质层上清中测及高水平的MIP－1α，其基质细胞裂解液中MIP－1α也是升高的，MIP－1α诱导骨髓基质提高其对CML造血干/祖细胞的粘附力这一作用能被抗β₁整合素抗体所抑制。这进一步说明，IFN－α能诱导基质细胞产生MIP－1α，后者通过作用于β₁整合素提高细胞间的粘附作用。

IFN除恢复CML造血干/祖细胞与基质间的粘附作用外，同时也恢复了由粘附作用介导的细胞生长调控信号的传导。1996年，Bhatia等^[13]根据IFN－α恢复CML造血干/祖细胞与骨髓基质间相互粘附这一基础，设计出三套实验以观察粘附的恢复与造血干/祖细胞生长的关系，以及β₁整合素和细胞骨架蛋白在其中所起的作用，结果显示：（1）由经IFN－α处理后的CML的CFC与基质粘附的那部分细胞中S期细胞明显少于未经IFN－α处理的CML的CFC粘附部分，证实了IFN－α在恢复粘附作用的同时，也传递了细胞生长抑制信号；（2）经IFN－α处理前后的CML的CFC分别与能α₄β₁和α₅β₁整合素特异性结合的FN片段及非β₁整合素结合的多聚赖氨酸（PL）共同孵育，发现经IFN－α处理过的CML cD₃₄^＋细胞与上述FN及PL的粘附率均得以提高