地区：上海市 宝山区
关键词：浙江大学医学院附属第一医院
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001496
成果描述：
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急性髓细胞白血病(AML)是成人最常见、严重危害人类健康的血液系统恶性肿瘤，近年来发病率有明显升高趋势，死亡率也随着升高，人民生命受到严重威胁。除急性早幼粒细胞白血病外，AML的治疗仍是全球面临的难题，探寻AML的生物学特征以及新的分子靶标，寻找新的、有效的治疗手段迫在眉睫。课题组历经八年余的研究，先后得到国家科技部、卫生计生委、国家自然科学基金委等3项科技项目的资助，取得了以下原创性的成果：创立并推广了AML联合化疗新方案，拓宽了传统中药高三尖杉酯碱(HHT)在抗白血病中的应用：课题组在国际上首先创立了由传统中药高三尖杉酯碱联合阿克拉霉素和阿糖胞苷组成的新化疗方案(HAA方案)。该方案将不同作用机制的药物进行组合，提高了治疗效果，降低了毒副作用。并在中国血液学界开展了迄今为止规模最大、最为规范的多中心临床研究，完全缓解率(CR)与无进展生存率明显高于国际标准方案-DA方案(柔红霉素+阿糖胞苷)。应用HAA方案治疗复发难治性AML，取得了73%的高CR率，是迄今为止报告的治疗复发难治性AML的最高CR率，3年总生存率(OS)也优于其他方案。为复发难治性AML提供了新的治疗方案。首次发现中国传统药物高三尖杉酯碱作用AML的靶蛋白及其作用机制：课题组利用高三尖杉酯碱亲和柱以及蛋白质谱技术，成功确定高三尖杉酯碱作用白血病细胞系的直接靶点蛋白是actin结合蛋白-NMHC-IIA，应用该靶蛋白可以制备高通量筛选模型，寻找出成为中国具自主知识产权的抗肿瘤靶向性的新型药物。建立了以基因突变模式为基础的AML危险分层系统，发现AML基因mRNA表达水平与代谢组学异常与AML预后明显相关，提出可作为AML预后分层与治疗的新靶点。首次发现IDH1基因mRNA表达水平是独立的预后不良的标志物；首次提出高水平2-HG表达的AML患者预后差，可作为不良预后的评判指标；提出miRNA-196b在MLL重排白血病中具有双向调控作用，可作为AML预后的重要指标。课题组发表代表性SCI论文10篇，单篇最高影响因子(IF)24.69分。十篇SCI论文总影响因子66.253分，培养了硕士、博士研究生12名。课题组创立的HAA方案治疗初治AML与复发难治AML在全国53家医院广泛推广应用，获益患者超过1500例。HAA方案由于其疗效佳、价格便宜、副作用轻，受到广大血液科医生与患者的认可。HAA方案已经被国内专家共识推荐为初治AML的首选方案。立项背景：急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemia，AML)是一组具有高度异质性的血液系统恶性肿瘤，是成人最常见的白血病类型，近年来发病率有明显升高趋势，死亡率也随着升高，人民生命受到严重威胁。除急性早幼粒细胞白血病(APL)外，AML的治疗仍是全球面临的难题，探寻AML的生物学特征以及新的分子靶标，寻找新的、有效的治疗手段迫在眉睫。课题组历时八年，先后得到国家科技部、卫生计生委、国家自然科学基金委等3项科技项目的资助，对AML进行深入细致地研究，获得一系列具有创新意义的成果。关键技术内容：创立并推广了AML联合化疗新方案，拓宽了传统药物高三尖杉酯碱(HHT)在抗白血病中的应用。课题组在国际上首先创立了由传统中药高三尖杉酯碱联合阿克拉霉素和阿糖胞苷组成的新化疗方案(HAA方案)。该方案将不同作用机制的药物进行组合，提高了治疗效果，降低了毒副作用。并在中国血液学界开展了迄今为止规模最大、最为规范的多中心临床研究，完全缓解率(CR)与无进展生存率明显高于国际标准方案-DA方案(柔红霉素+阿糖胞苷)。应用HAA方案治疗复发难治性AML，取得了73%的高CR率，是迄今为止报告的治疗复发难治性AML的最高CR率，3年OS也优于其他方案(见表1)。为复发难治性AML提供了新的治疗方案。HAA方案的优势是：价格低廉、毒副作用小治疗相关死亡率仅为5%(国际上为10%左右)；疗效好，CR率(73.5%%)显著高于治疗AML的国际标准方案( DA方案)57.3%的CR率。在价格上，HAA方案总体费用明显低于国际的去甲氧柔红霉素组成的方案，前者价格约为1500元人民币，后者价格约为21000元，后者是前者的十多倍。研究成果发表于国际医学Top期刊(Lancet Oncology，IF24.69)。首次发现高三尖杉酯碱作用AML的靶蛋白及其作用机制，提出Wnt信号通路甲基化水平为AML预后的独立因素。项目组根据高三尖杉酯碱联合阿克拉霉素和阿糖胞苷组成的新化疗方案治疗初治以及复发难治AML取得的良好效果，进一步探索高三尖杉酯碱的作用机制，寻找直接作用靶点。利用高三尖杉酯碱亲和柱以及蛋白质谱技术，成功确定高三尖杉酯碱作用白血病细胞系的直接靶点蛋白是actin结合蛋白NMHC-IIA。该成果的意义是将来可以应用该靶蛋白制备高通量筛选模型，寻找出成为中国具自主知识产权的抗肿瘤靶向性的新型药物。研究还发现HHT能上调靶蛋白NMHC IIA的表达，进而引起MAP3K/MAP2K/JNK/c-Jun的表达增加，提示HHT可能通过此通路诱导细胞发生凋亡。研究了高三尖杉酯碱(HHT)与阿克拉霉素(ACR)共同靶向Wnt/β-catenin信号通路，协同抗AML作用。进一步揭示了临床AML化疗方案HAA(HHT+ACR+阿糖胞苷)的协同作用机理。首次探索了DNA甲基化转移酶抑制剂地西他滨(DAC)作用于AML细胞，探寻其协同靶向Wnt信号通路的机制，发现DAC抑制Wnt信号通路甲基化水平而发挥抗AML作用，表明Wnt信号通路甲基化平为AML预后的独立因素，而改变Wnt表观遗传生物学状态，是AML治疗的一个新策略。课题组研究还发现血液病患者感染流感后病程更危重，死亡率更改，因此，早期诊断及治疗显得尤为重要。建立了以基因突变模式为基础的AML危险分层系统，发现AML基因mRNA表达水平与代谢组学异常与AML预后明显相关，提出可作为AML预后分层与治疗的新靶点。建立了以基因突变模式为基础的AML危险分层新系统：以1185患者大样本量全方位分析了中国大陆地区初发AML患者的染色体异常模式及基因突变模式，并在此基础上分析了不同基因突变模式对预后的影响。在国际上首先发现DNMT3A基因突变是AML的独立预后不良因素，确定了发生率与好发白血病类型—单核细胞白血病，建立了以DNMT3A、MLL、MPM1和CEBPA四种基因突变模式为基础的AML危险分层新系统，弥补了染色体正常AML患者的分层不足，为精准医疗提供了重要的精准分层系统。提出代谢组学在AML的发生、发展中的重要意义：课题组对AML患者的整体代谢谱进行了考察，重点分析了葡萄糖代谢与患者预后的关系。结果提示葡萄糖代谢参与了AML的发生、发展，并且与患者的生存密切相关。这些研究结果提示，针对葡萄糖代谢的抑制剂，有望与化疗药物联合使用，以改善AML患者的治疗效果。首次发现IDH1基因mRNA表达水平是独立的预后不良的标志物：以往研究表明三羧酸循环限速酶异柠檬酸脱氢酶(IDH)的突变和AML的预后密切相关，但是IDH基因mRNA表达水平与AML患者预后的关系及尚无报道，研究组对正常染色体核型的AML(CN-AML)患者的IDH1基因mRNA的表达水平与AML预后，以及调控IDH1基因mRNA表达的microRNA在AML中的作用分子机制进行研究。首次发现IDH1基因mRNA表达水平是独立于临床指标和高频基因突变预后不良的标志物,且miR-181家族(miR-181d和miR-181b)通过抑制IDH1基因mRNA的表达起到抗AML作用，IDH1基因mRNA表达水平可作为临床预后危险分层。首次提出高水平2-HG表达的AML患者预后差，可作为不良预后的评判指标：文献报道异柠檬酸脱氢酶(IDH1/2)基因突变导致TCA循环中的代谢物2-羟基戊二酸(2-HG)水平升高，且肿瘤细胞的一个重要标志是葡萄糖代谢发生紊乱，主要表现为糖酵解增强而三羧酸循环(TCA)受抑制，有研究示2-HG为“癌症相关代谢物”。研究组评估了AML患者中血清2-HG水平的临床意义，结果提示2-HG高水平的AML患者预后差。该研究表明2-HG水平可作为临床AML预后评估的指标之一。提出miRNA-196b在MLL重排白血病中具有双向调控作用，可作为AML预后的重要指标：最新研究发现HOXA9和MEIS1是MLL重要致癌靶基因，但是其具体的作用机理还不是很清楚。研究组发现了HOXA9和MEIS1实际上是一种小分子RNA：miRNA-196b的直接靶标，研究证明促进miR-196b的表达通过抑制Hoxa9/Meis1将极大的延缓中MLL重排白血病发展，同时研究还发现miR-196b的异位表达则会通过靶向抑癌基因Fas，导致白血病扩散及复发，且miR-196b与AML的预后密切相关。通过该项研究揭示了miRNA-196b在MLL重排白血病中具有双向调控作用，并且可作为AML预后的重要指标之一，根据此特点可以为临床MLL重排白血病的治疗和监测提供新思路。课题研究了异常核型AML的一系列miRNAs的表达，发现miR-181-a和miR-181-b表达水平高的患者较表达水平低的患者总体生存时间延长，且发现这与其抑制下游四个重要癌性靶基因(HOXAHOXA9、HOXA11、PBX3)有关。课题组还发现过表达或基因敲除mi126均会导致白血病的发生与发展。国内外同类技术的主要参数比较：创立并推广了AML联合化疗新方案，拓宽了传统药物高三尖杉酯碱(HHT)在抗白血病中的应用。HAA方案是课题组在国际上首创并进行多中心临床试验的AML化疗方案，2009年被国内专家推荐为一线治疗方案。在国内18个省、直辖市的64家医院推广应用，已治疗上千例患者。课题组HAA方案治疗AML的完全缓解率达到75.3%，明显高于国际标准DA方案的57.3%的报道；2009年新英格兰杂志报道将柔红霉素剂量由标准的45mg/M2提高到90mg/M2，获得70.6%的完全缓解率，明显高于标准剂量组。但是90mg/M2的柔红霉素中国人难以接受。而HAA方案则能被广泛接受，而且HAA方案的完全缓解率为75.3%，高于90mg/M2的柔红霉素的DA方案(70.6%)。此外，HAA方案在患者DFS方面也有明显优势，其3年DFS高于国际其他三药联合化疗方案(53%对49%)，且化疗药物价格优势明显。研究成果发表于国际Top期刊-Lancet Oncology上，该杂志专门邀请美国MD Anderson癌症中心白血病专家Farhad Ravandi教授为该论文撰写评论。Ravandi教授在评论中称，“相比国际标准方案DA方案，该方案提高了年轻AML患者的CR率和3年无事件生存率，受到医生和患者的欢迎”。来自MD Anderson癌症中心的血液病专家在综述近年来用于治疗AML的新药时也引用课题组的成果称“高三尖杉酯碱与标准诱导方案组合可以显著提高患者的完全缓解率和无事件生存率”。首次发现高三尖杉酯碱作用AML的靶蛋白及其作用机制。国际上没有研究者利用高三尖杉酯碱亲和柱以及蛋白质谱技术来确定高三尖杉酯碱作用白血病细胞系的直接靶点蛋白是actin结合蛋白NMHC-IIA。高三尖杉酯碱与阿克拉霉素共同靶向Wnt/β-catenin信号通路，协同抗AML作用。研究成果均发表于国际著名刊物，成果达到国际先进水平。建立了以基因突变模式为基础的AML危险分层系统，发现AML基因mRNA表达水平与代谢组学异常与AML预后明显相关，提出可作为AML预后分层与治疗的新靶点：该分层系统是课题组首先提出，是国际上报道样本量最大的研究。来自圣路易斯大学的Herve′Dombret教授在同期《blood》上发表评论文章称“该研究是迄今为止最大样本的针对细胞遗传学正常AML的分子学研究，采用4个独特的基因突变将急性髓细胞白血病进行分层，通过不同的突变模式可以指导临床医生对病人个体化管理；同时研究首次将与甲基化调节相关的基因突变列为第三类突变，并研究了他们的预后价值”。癌症基因图谱研究组(TCGA)2013年在《N Engl J Med》上发表文章引用课题组研究成果称“这一研究显示在初发中危AML患者中，DNMT3A，IDH1/2，TET2等基因突变的检测将提供预后信息”。著名白血病专家Felicetto Ferrara和Charles A Schiffer在《the Lancet》上综述AML研究进展时也引用课题组的研究称“第三类基因突变如DNMT3A，IDH1，IDH2等在白细胞发病过程中发挥重要作用，它们在老年人中突变率高同时大部分基因突变预后不良”。2012年，《CELL》杂志在线发表了由国际多名知名血液病专家共同撰写的综述文章《The Origin and Evolution of Mutations in Acute Myeloid Leukemia》，其中引用课题组研究成果“对已知的所有白血病相关基因进行检测得知有超过25%的患者不能检测到任何突变”。成果发表于国际高影响因子刊物，其中SCI影响因子大于5分的有10篇。社会效益和间接经济效益：该项目成功实施了课题组首创的由国产传统药物高三尖杉酯碱(HHT)联合阿克拉霉素和阿糖胞苷组成的新化疗方案-HAA方案，在全国18个省市推广应用，获益患者保守估计超过1500例。HAA方案的优势是：价格低廉、毒副作用小；治疗相关死亡率仅为5%(国际上为10%左右)；疗效好，CR率(73.5%%)显著高于治疗AML的国际标准方案-DA方案的57.3%的CR率，明显延长了中低危患者的无病生存期和总生存期。在价格上，HAA方案总体费用明显低于国际上的去甲氧柔红霉素组成的IA方案，HAA方案一疗程价格为1500元人民币，IA方案一疗程价格高达21000元，后者是前者的十几倍。按1500例患者应用HHA方案，每位患者只用一疗程计算(实际会用2-3疗程)，总费用为225万元人民币，如果换用IA方案，则总费用达到3150万，为国家减省了2925万元人民币，如果每位患者用两疗程，减省的费用将达到6300万元。因此，HAA方案的实施不仅提高了疗效，延长了患者的生命，而且还大大降低了医疗费用，减轻患者的经济负担和国家的医保支出，具有显著的经济效益和社会效益。 |
