利用现代医学生物学手段破解APL发病机制

APL是AML的一种独特亚型，在1957年由希尔勒斯泰德（Hillestad）首先报道，发现它是最为凶险的一种白血病。细胞和分子遗传学研究发现，95%以上的APL患者存在15及17号染色体的交互易位t（15；17）（q22；q21），此易位使17q21的RARα基因与15q22的PML基因融合，编码产生PML-RARα融合蛋白。RARα是维甲酸反应转录因子，是核受体超家族的成员，其与RXR形成的异二聚体与靶基因启动子区域的维甲酸反应元件{RARE，通常由两个相邻的[A/G]G[G/T]TCA直接重复核苷酸片段（DR），中间插入2个（DR2）或5个（DR5）随机核苷酸作为间隔}。PML是核亚结构域的组织者，与其他多种蛋白质构成被称为核体（nuclear body，NB）的球形亚细胞器结构，后者的功能与翻译后修饰相关，控制干细胞自我更新。PML-RARα融合蛋白几乎保留了PML和RARα的全部功能区域：RARα的DNA结合域、激素结合域和维甲酸X受体结合域，以及PML的RBCC功能区域。PML-RARα融合蛋白在APL发病机制中起关键作用，通过促进白血病干/祖细胞的自我更新及阻滞分化而引发白血病。APL以往治疗主要为化疗，其副作用常常由于引起纤维蛋白原减少及弥散性血管内凝血导致的严重出血，早期死亡率高，5年生存率在国外报道为30%～40%，我国低于10%。

随着对APL发病机制认识的深入和治疗方法的不断改进，使其治疗结果和预后有了神奇的改善。在20世纪80年代，上海血液学研究所王振义团队应用ATRA诱导分化治疗APL获得成功，但复发率高，以后探索与化疗联合应用可使5年生存率提高到50%～60%。1991年，该所陈竺、陈赛娟团队独立克隆了APL中t（15；17）染色体易位导致的PML-RARα融合基因，证实ATRA可诱导携带此融合基因的APL细胞在体内分化。绝大多数APL患者有此融合基因编码的PML-RARα异常转录本，可作为特异分子标志用于检测APL临床完全缓解后的微小残留白血病。此外，还发现部分APL患者具有非典型的疾病表型、细胞遗传学或分子生物学特点，而对ATRA治疗的反应也不一样。1993年，陈赛娟、陈竺等首先在国际上报道了变异型染色体易位t（11；17）（q23；q21）的APL亚型，并克隆了11号染色体上的受累基因，命名为早幼粒细胞白血病锌指基因（PLZF）。PLZF与17号染色体上的RARα基因融合产生PLZFRARα融合基因。PLZF是一种新的含有9个锌指结构的转录因子，在结构上属于具有相互作用结构域的锌指蛋白（ZID），其N端存有POZ结构域，可介导其形成同二聚体或与PLZF、RARα形成异二聚体。与PML-RARα一样，PLZF-RARα也保留了RARα部分的B到F 5个功能结构域，也能与RARα形成异二聚体，竞争性地干扰正常RARα信号通路。此外，PLZF-RARα融合蛋白还保留了PLZF氨基端重要的BTB/POZ结构域、脯氨酸富集区，以及羧基端的前两个锌指结构。通过POZ结构域，PLZF-RARα与PLZF形成异二聚体，并以“显性负调控”方式干扰野生型PLZF发挥功能，从而在APL发病中起重要作用。研究发现这类变异型APL对ATRA反应不佳，临床预后差。随后，该团队在转基因小鼠模型上揭示PML-RARα和PLZF-RARα均可诱导APL，证明了融合基因是APL发病的驱动突变，而ATRA是针对PML-RARα融合蛋白的靶向药物。其后一些研究团队相继发现了多种新的染色体易位，如t（5；17）（q35；q21）、t（1l；17）（ql3；q21）、t（4；17）（q12；q21）和dup（17）（q21.3；q23）等，形成不同的融合基因并编码不同的融合蛋白。