多發(fā)性骨髓瘤骨病成骨受抑機(jī)制及靶向治療進(jìn)展

　　多發(fā)性骨髓瘤（MM）是一種常見(jiàn)的血液系統(tǒng)惡性腫瘤，以終末分化的漿細(xì)胞克隆性增生為特征，可引起全身多臟器功能損害，主要表現(xiàn)為骨質(zhì)破壞、腎損害、貧血、高鈣血癥及感染等。

　　而MM骨?。∕BD）作為其主要的并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量，與疾病的預(yù)后密切相關(guān)。MBD以破骨細(xì)胞（OC）活性增強(qiáng)及成骨細(xì)胞（OB）功能受抑制致廣泛骨質(zhì)溶解為特征。

　　而骨質(zhì)溶解及骨質(zhì)重吸收使骨髓微環(huán)境中的多種細(xì)胞因子釋放又可促進(jìn)MM細(xì)胞生長(zhǎng)，從而在腫瘤進(jìn)展與骨質(zhì)破壞間形成惡性循環(huán)。

　　即使許多患者在有效治療達(dá)到完全緩解后，骨髓中已檢測(cè)不出MM細(xì)胞且OC活性已經(jīng)被抑制，其骨質(zhì)破壞依然存在甚至繼續(xù)進(jìn)展，這與成骨細(xì)胞功能持續(xù)受抑密切相關(guān)，因此了解成骨細(xì)胞在MBD中的作用及其受抑機(jī)制，有助于延緩MM及其骨病的進(jìn)展，改善患者生活質(zhì)量，延長(zhǎng)生存期。

　　一、MBD中成骨受抑機(jī)制

　　成骨細(xì)胞與脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞等均由骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化而成，與破骨細(xì)胞、骨髓微環(huán)境中各種細(xì)胞因子共同調(diào)節(jié)骨代謝。在MBD中，MM細(xì)胞可直接增加OB凋亡，減少成骨。

　　另一方面，骨髓微環(huán)境通過(guò)其間的各種細(xì)胞因子及細(xì)胞與基質(zhì)間的相互作用，在MM細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫紊亂及耐藥性方面發(fā)揮重要作用，且能通過(guò)減少OB數(shù)量，抑制其功能參與MBD形成。

　　1.細(xì)胞間接觸在成骨受抑中的作用：

　　Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（Runx2）或稱核心結(jié)合因子（Cbfal），屬于runt 域基因家族的轉(zhuǎn)錄因子。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)因其能激活與啟動(dòng)間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）向OB分化并調(diào)節(jié)OB的成熟，被作為OB特異性轉(zhuǎn)錄因子和OB分化的關(guān)鍵因子。

　　MBD中，MM細(xì)胞可通過(guò)與骨祖細(xì)胞直接接觸阻斷Runx2的活性，減少早期成骨細(xì)胞前體-成纖維細(xì)胞集落形成單位（CFU-F）和成骨細(xì)胞前體進(jìn)一步分化的產(chǎn)物——成骨細(xì)胞集落形成單位（CFU-OB）的數(shù)量而抑制新骨形成。

　　這種細(xì)胞間的直接接觸涉及MM細(xì)胞表面的分子極遲反應(yīng)抗原（VLA-4）與成骨祖細(xì)胞上血管細(xì)胞黏附分子（VCAM-1）間的相互作用，Roodman通過(guò)用抗VLA-4 抗體中和作用減弱了MM細(xì)胞對(duì)Runx2/Cbfal 活性的抑制效應(yīng)驗(yàn)證了上述觀點(diǎn)。

　　此外，Runx2 還可通過(guò)調(diào)節(jié)osterix 對(duì)早期成骨細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)。osterix是一種成骨轉(zhuǎn)錄因子，Baek 等在研究新生的OSX（-/-）小鼠骨骼標(biāo)本中，未見(jiàn)骨小梁形成及骨質(zhì)礦化，但OB 的增殖與分化卻未受影響，提示osterix 主要通過(guò)影響OB功能起作用。

　　2.可溶性因子在成骨受抑中的作用：

　　除了細(xì)胞間的直接接觸，MM細(xì)胞還可分泌多種水溶性因子抑制成骨，包括Wnt通路抑制因子、腫瘤壞死因子-β（TGF-β）超家族、趨化因子及多種白細(xì)胞介素。

　?。?）Wnt 通路抑制因子：

　　經(jīng)典的Wnt 通路由Wnt3a通過(guò)與細(xì)胞表面受體Frz（Frizzled 家族）和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5（LRP5）結(jié)合，調(diào)節(jié)β連鎖蛋白（β-catenin）或鈣依賴的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，促進(jìn)OB的分化及功能。

　　DKK1由MM 細(xì)胞產(chǎn)生，一方面通過(guò)經(jīng)典Wnt/β- catenin途徑抑制RUNX2活性而抑制成骨，另一方面，DKK1可抑制OB分泌骨保護(hù)素（osteoprotegerin，OPG），并增加RANKL 的分泌。

　　RANK/ RANKL/OPG系統(tǒng)［細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NK-κB）受體激活蛋白及其配體，護(hù)骨素］是調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞活化的關(guān)鍵途徑。DKK1即引起RANKL/OPG比例變化，通過(guò)刺激破骨間接抑制新骨形成。

　　但Giuliani等證實(shí)盡管有溶骨性病變的MM患者骨髓和外周血中監(jiān)測(cè)到的DKK-1較無(wú)溶骨性病變的患者高，但其β-catenin激活狀態(tài)差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此DKK1 是否通過(guò)Wnt 經(jīng)典途徑（Wnt/β-catenin）發(fā)揮作用還有待進(jìn)一步研究。

　　Giuliani 還提出只有高水平的DKK1才可以產(chǎn)生對(duì)Wnt通路的抑制作用，而MM患者瘤細(xì)胞所產(chǎn)生DKK1的量并不足以抑制Wnt，因此其中是否涉及通過(guò)非經(jīng)典Wnt通路對(duì)成骨細(xì)胞產(chǎn)生影響還有待進(jìn)一步研究。

　　硬化蛋白（sclerostin）作為Wnt和BMP的抑制物，在MM患者骨髓上清中的水平顯著高于正常對(duì)照組及意義未明的單克隆免疫球蛋白血癥（MGUS）患者，并與β2微球蛋白（β2-MG）水平和國(guó)際預(yù)后分期系統(tǒng)分期（ISS 分期）呈正相關(guān)，與OB標(biāo)志物堿性磷酸酶（ALP）水平和患者生存期呈負(fù)相關(guān)。

　　目前認(rèn)為硬化蛋白主要是抑制β-catenin通路，使其磷酸化并被蛋白酶降解而抑制成骨細(xì)胞發(fā)生。在MM細(xì)胞存在時(shí)，硬化蛋白的中和抗體可使β-catenin 在胞質(zhì)中積聚并最終恢復(fù)OB分化。

　　此外，硬化蛋白還可調(diào)節(jié)RANKL/OPG系統(tǒng)的平衡，在MM 介導(dǎo)的OB/OC失衡中發(fā)揮重要作用。除了DKK1和硬化蛋白，分泌型卷曲蛋白2/3（SFRP2/3）也由MM細(xì)胞產(chǎn)生，在有溶骨性病變的MM患者骨髓上清中高表達(dá)，亦可以通過(guò)抑制Wnt而抑制成骨細(xì)胞分化。

　　（2）趨化因子和白細(xì)胞介素：

　　趨化因子CCL3 又稱巨噬細(xì)胞炎性蛋白（MIP-1&alPHa;），屬于C-C趨化因子家族，主要由單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及B細(xì)胞產(chǎn)生，主要與細(xì)胞黏附與遷移有關(guān)。在MM患者骨髓中，CCL3 主要由MM細(xì)胞在成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子3（FGFR3）調(diào)控下激活膜受體酪氨酸蛋白激酶信號(hào)通路（RAS-MAPK信號(hào)通路）產(chǎn)生。

　　因此含有t（4；14）致FGFR3 過(guò)度表達(dá)或含有RAS 突變的患者是CCL3的主要作用目標(biāo)。除此之外OC、OB及MSC也可產(chǎn)生一定量的CCL3。

　　既往研究表明CCL3 在MBD中作為破骨細(xì)胞形成的有效激動(dòng)劑，與其受體CCR1 及CCR5結(jié)合后通過(guò)劑量依賴性途徑刺激破骨細(xì)胞前體（pOC）形成，促進(jìn)OC 分化與活化。

　　該作用主要通過(guò)提高OB 及MSC 中RANKL的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)，且CCL3 可參與骨髓微環(huán)境中破骨細(xì)胞的征集和分化。

　　Choi 等最先報(bào)道大部分MM細(xì)胞系上清及伴溶骨性病變的MM患者骨髓上清中CCL3 水平上升，并與腫瘤負(fù)荷、骨病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，高水平的CCL3是患者預(yù)后不良的一項(xiàng)指標(biāo)。最新的研究表明CCL3同樣在抑制成骨細(xì)胞方面發(fā)揮重要作用。

　　Vallet 等證實(shí)CCR1及CCR5也表達(dá)于OB表面，并隨著OB的分化成熟表達(dá)增加，因而提出CCL3主要影響成熟OB的功能而非OB分化過(guò)程，它能減少OB介導(dǎo)的骨質(zhì)礦化，抑制骨鈣素（OCN）的表達(dá)。

　　這種作用主要通過(guò)細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）信號(hào)途徑及osterix來(lái)調(diào)節(jié)。而Hoshino等通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)表明CCR1（-/-）的小鼠雖然成熟OB的標(biāo)志物骨鈣素表達(dá)水平下降，但OB早期標(biāo)志物，如骨黏連蛋白（Osteonectin）、骨橋蛋白（Osteopontin）表達(dá)上升，提示CCL3 在OB 分化中的作用依然不容忽視。

　　其他炎性細(xì)胞因子，如TNF-&alPHa;通過(guò)上調(diào)獨(dú)立生長(zhǎng)因子（Gfi-1）的表達(dá)降解NF-κB 的抑制物Ⅰ-κB，激活NF-κB，從而抑制RUNX2，影響早期OB 的增殖，誘導(dǎo)成熟OB 的凋亡。

　　TNF-&alPHa;還可促進(jìn)IL-6 的分泌，增加腫瘤負(fù)荷。IL-3 可以通過(guò)刺激CD45+的單核巨噬細(xì)胞抑制BMP-2 介導(dǎo)的成骨分化。IL-7 亦可通過(guò)下調(diào)RUNX2發(fā)揮成骨抑制作用。

　?。?）TGFβ超家族：

　　TGFβ超家族中，有許多可溶性因子參與OB的分化調(diào)節(jié)，如BMP-2，主要通過(guò)SMAD1 及遠(yuǎn)端缺失同源盒5（DLX-5）對(duì)OB分化起正調(diào)節(jié)作用。

　　而有些家族成員，如激活素A（Activin A）和TGFβ則發(fā)揮相反的作用。Activin A 通過(guò)與其ⅠB 型受體（Activin - like kinase 4，ALK - 4）結(jié)合引起SMAD-2 磷酸化，通過(guò)SMAD蛋白家族的共傳導(dǎo)分子SMAD-4 的核轉(zhuǎn)移信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，抑制DLX-5基因表達(dá)。

　　而DLX-5 可以促進(jìn)osterix 基因表達(dá)，這一過(guò)程最終導(dǎo)致骨生成異常。此外，DLX-5 還是β-catenin 通路的共靶點(diǎn)，Wnt10a、BMP-2、Activin A均可作用于DLX-5 調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞代謝。

　　在MM患者中，Activin A并不由MM細(xì)胞直接產(chǎn)生，但MM 細(xì)胞可刺激BMSC 使其生成Activin A，Terpos 等研究發(fā)現(xiàn)MM患者中高水平的Activin A與ISS分期、廣泛的骨質(zhì)破壞、生存期縮短相關(guān)，且可以增加疾病復(fù)發(fā)。

　　TGF-β可通過(guò)RUNX2和DLX-5 途徑抑制BMSC及前成骨細(xì)胞向OB的分化，使骨質(zhì)礦化減少，這一作用通過(guò)在MM患者骨髓上清或MM 細(xì)胞系上清中加入TGF-β 抑制劑SB431542后骨質(zhì)礦化增加得到了證實(shí)。

　　肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）由OC產(chǎn)生，在OC及OB上均有其受體。HGF以旁分泌方式與OB結(jié)合可促進(jìn)OB增殖，以自分泌方式與OC 結(jié)合促進(jìn)OC 增殖與遷移。MM患者中HGF 表達(dá)上升，可以抑制BMP-2介導(dǎo)的成骨，通過(guò)阻斷SMAD既抑制RUNX，也影響osterix 轉(zhuǎn)錄，并可使BMSC停留在未分化階段減少骨質(zhì)形成。

　?。?）Eph 信號(hào)通路：

　　Eph（erythropoietin- producing hepatocyte kinases）受體是酪氨酸蛋白激酶受體家族中最大的亞家族，ephrin（Eph receptor interacting proteins）是其配體，Eph 和ephrin都是膜結(jié)合蛋白，它們之間的信號(hào)傳導(dǎo)依賴于細(xì)胞間接觸。

　　在OB、OB前體細(xì)胞及MSC表面主要表達(dá)EphB4、ephrinB2；OC表面主要表達(dá)ephrinB2。ephrinB2和EphB4 可相互激活而磷酸化。

　　Zhao 等最先發(fā)現(xiàn)Eph/ephrin 可通過(guò)雙向信號(hào)通路調(diào)節(jié)OB/OC平衡：ephrinB2 激活OB表面EphB4 為正向信號(hào)，通過(guò)抑制Ras 低分子量GTP酶RohA使成骨前體細(xì)胞內(nèi)的成骨分化標(biāo)志物表達(dá)增強(qiáng)，促進(jìn)成骨細(xì)胞分化；EphB4激活OC表面ephrinB2為反向信號(hào)，通過(guò)抑制c-Fos-NFATc1轉(zhuǎn)錄級(jí)聯(lián)反應(yīng)（負(fù)反饋）抑制破骨細(xì)胞分化和生成。

　　Pennisi 等研究示MM患者的MSC及骨細(xì)胞低表達(dá)Eph/ephrin，對(duì)新骨形成產(chǎn)生影響。在體外SCID-hu模型中，用嵌合ephrinB2-Fc 可刺激新生血管形成、成骨細(xì)胞活化及新骨形成，用EphB4 處理則可抑制血管形成，減少破骨細(xì)胞活化，抑制腫瘤生長(zhǎng)。

　　二、MBD成骨受抑靶向治療進(jìn)展

　　在MBD中，增加成骨細(xì)胞數(shù)量、促進(jìn)成骨對(duì)抑制MM進(jìn)展有積極作用。一方面OB可產(chǎn)生大量小型富含亮氨酸的蛋白多糖（SLRP），其核心蛋白多糖（decorin）能抑制腫瘤生長(zhǎng)。

　　阻斷decorin 的表達(dá)，可以減少OB對(duì)MM細(xì)胞的抑制作用，而與其重新結(jié)合后可直接導(dǎo)致MM細(xì)胞凋亡。這可能與decorin 直接活化門冬氨酸特異半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）并上調(diào)P21，促進(jìn)MM細(xì)胞凋亡有關(guān)。

　　另一方面，OB增加可使骨髓微環(huán)境中骨髓瘤細(xì)胞生長(zhǎng)因子減少，破骨刺激因子減少，間接抑制MM的發(fā)展。如OB增多可增加OPG表達(dá)水平，并降低RANKL水平，引起RANKL/OPG比例變化，減少骨質(zhì)溶解，干擾OC對(duì)MM細(xì)胞的刺激作用，從而抑制骨髓瘤的進(jìn)展。

　　因此促進(jìn)骨合成代謝的藥物不僅可減少骨相關(guān)事件（skeletal related events，SRE）的發(fā)生，提高患者的生活質(zhì)量，對(duì)控制MM的進(jìn)展也可發(fā)揮重要作用。

　　1.蛋白酶體抑制劑：

　　硼替佐米（Bzb）作為最先運(yùn)用于臨床的蛋白酶體抑制劑，對(duì)MM的治療作用所涉及到的機(jī)制既包括直接針對(duì)MM細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，也包括通過(guò)對(duì)骨髓微環(huán)境的調(diào)節(jié)間接影響腫瘤生長(zhǎng)。

　　Bzb可通過(guò)其蛋白酶抑制作用抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)蛋白抑制因子Ⅰ-κB 的磷酸化以及泛素化，增加其胞內(nèi)濃度，從而降低NF-κB活性，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。同時(shí)還可抑制破骨前體細(xì)胞NF-κB活性直接抑制破骨細(xì)胞分化，Bzb還能通過(guò)對(duì)成骨細(xì)胞的促進(jìn)作用間接干擾MM細(xì)胞生長(zhǎng)。

　　Bzb對(duì)OB的作用主要通過(guò)抑制DKK1的表達(dá)，從而增加BMP-2的表達(dá)，抑制RUNX2及β-catenin的降解，最終增加RUNX2及osterix促進(jìn)成骨過(guò)程，使成骨標(biāo)志物表達(dá)上升。還可上調(diào)維生素D受體水平，增加鈣沉積。目前臨床中許多Bzb 聯(lián)合基礎(chǔ)化療方案的應(yīng)用較單純基礎(chǔ)化療方案能明顯減少骨質(zhì)的破壞。

　　另一種蛋白酶體抑制劑MLN9708 現(xiàn)也已進(jìn)入臨床試驗(yàn)，較Bzb的優(yōu)勢(shì)在于MLN9708可口服，使用方便，在患者緩解率方面與Bzb 無(wú)明顯差異，而周圍神經(jīng)毒性反應(yīng)明顯減少，因此在臨床中的應(yīng)用必將更加廣泛。

　　2.CCR1 拮抗劑：

　　隨著對(duì)CCL3研究的深入，CCL3將成為臨床評(píng)估患者病情和預(yù)后的重要指標(biāo)，而其受體拮抗劑在MM治療中的應(yīng)用也受到關(guān)注。目前可以口服的小分子CCR1拮抗劑主要有CCX721、BX471、MLN3897，體外實(shí)驗(yàn)表明三者均可明顯減少骨質(zhì)溶解，降低腫瘤負(fù)荷。

　　在5T2MM鼠模型中，予BX471處理后，小鼠的骨質(zhì)破壞減少了40% ，骨小梁面積增加了1 倍，而腫瘤負(fù)荷下降了20%。

　　然而目前在針對(duì)某些炎性疾病的臨床試驗(yàn)中，CCR1拮抗劑并沒(méi)有發(fā)揮如此顯著的作用，這可能與趨化因子家族成員間的串?dāng)_有關(guān)。因此CCR1 拮抗劑在臨床中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。

　　3.DKK1 拮抗劑：

　　BHQ880作為DKK1拮抗劑，可以通過(guò)逆轉(zhuǎn)MM細(xì)胞對(duì)成骨細(xì)胞的抑制作用及抑制BMSC 生成IL-6 促進(jìn)骨質(zhì)生成，抑制MM細(xì)胞增殖。在體外小鼠模型中已經(jīng)證實(shí)BHQ880 促進(jìn)骨的合成代謝，增加成骨細(xì)胞數(shù)量，減少骨溶解，而且可以通過(guò)對(duì)骨髓微環(huán)境中DKK1的抑制降低腫瘤負(fù)荷?，F(xiàn)BHQ880已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

　　4.Activin A受體拮抗劑：

　　ACE-011（Sotatercept）是一種由激活素受體2A（ACVR2A）與人IgG1 Fc 段嵌合得到的蛋白，可以阻斷Activin A通路促進(jìn)骨質(zhì)生成。在SCID-hu鼠感染人MM細(xì)胞模型及5TMM鼠模型中，用RAP-011（即鼠的ACVR2A與IgG1 Fc 段嵌合蛋白）均可使OB數(shù)量增加，骨量增加，并且可通過(guò)IL-6水平的下降來(lái)間接證實(shí)其抗瘤細(xì)胞作用，而這些模型中均未觀察到OC水平的變化。

　　目前該藥物應(yīng)用于絕經(jīng)期婦女可觀察到OB標(biāo)志物ALP增加水平與Sotatercept呈劑量依賴型，另一標(biāo)志物N-Ⅰ型前膠原蛋白水平也有所提高，而骨溶解的標(biāo)志物C-Ⅰ型膠原蛋白水平下降。

　　且試驗(yàn)中觀察到的藥物不良反應(yīng)輕微，因此現(xiàn)在該藥已試驗(yàn)性運(yùn)用于30例伴有溶骨性病變接受標(biāo)準(zhǔn)化療的MMⅡ/Ⅲ期患者，不僅超過(guò)20%的患者骨痛減輕，ALP增加，更有75%的患者在接受Sotatercept 治療1 個(gè)月后血紅蛋白升高，而安慰劑組僅33%達(dá)到這一目標(biāo)，令該藥在MM治療中顯示出了巨大前景。

　　近年來(lái)，對(duì)于MBD成骨受抑制機(jī)制的研究取得了很大進(jìn)展，因此帶動(dòng)了促進(jìn)骨合成代謝藥物的研究。MBD的靶向治療不僅有助于減少M(fèi)M患者的骨質(zhì)破壞，提高患者生活質(zhì)量，更有助于抑制MM進(jìn)展，延長(zhǎng)患者生存。

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