急性髓性白血病 (AML) 是一類高致死率的腫瘤，患者的5年生存期僅僅只有27%。目前，標(biāo)準(zhǔn)的治療方案為：阿糖胞苷與蒽環(huán)類聯(lián)用誘導(dǎo)緩解，隨后利用化療鞏固或者骨髓移植。然而，盡管60%-70%患者在接受誘導(dǎo)治療之后能得到完全緩解，但是絕大部分在3年之內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)復(fù)發(fā)的現(xiàn)象，究其原因則是因?yàn)閷?duì)化療形成抵抗能力的白血病干細(xì)胞 (LSCs, leukemic stem cells) 的過(guò)度增殖。因此，針對(duì)LSCs代謝特征找到有效的治療策略對(duì)于AML患者來(lái)說(shuō)刻不容緩。

事實(shí)上，LSCs與正常細(xì)胞相比，其生物學(xué)特性大抵相同。比如說(shuō)，最先定義的CD34+/CD38-LSC細(xì)胞表型對(duì)于普通的造血干細(xì)胞 (HSCs, hematopoietic stem cell) 也同樣適用。因此，針對(duì) LSCs的特異性清除存在相當(dāng)大的難度。然而，令人振奮的是，近些年的研究表明HSCs 和LSCs 之間能量代謝存在很大的差異：HSCs主要依賴無(wú)氧糖酵解 (anaerobic glycolysis) 供能，而LSCs則很大程度上依賴線粒體的氧化磷酸化 (OXPHOS) 產(chǎn)能【1,2】。那么基于這一發(fā)現(xiàn)，我們能否找到一個(gè)特異性清除AML患者中LSCs的治療方案呢？

2019年7月8日，來(lái)自加拿大蒙特爾大學(xué)的 Guy Sauvageau 教授研究團(tuán)隊(duì)在Cancer Cell上發(fā)表了題為 Mubritinib Targets the Electron Transport Chain Complex I and Reveals the Landscape of OXPHOS Dependency in Acute Myeloid Leukemia的研究，他們報(bào)道一種已知的ERBB2抑制劑——木利替尼（Mubritinib）【3】，對(duì)于化療抵抗的急性髓性白血病具有很好抑制效果，并且闡明了其中的分子機(jī)制，揭示了這一傳統(tǒng)的小分子抑制劑新的功能。

作者首先分析了263例AML患者病人樣本的臨床數(shù)據(jù)（包括化療方案，生存時(shí)間等）進(jìn)行分析，然后選取了14例在接受治療之后效果好和23例效果差的AML病人樣本進(jìn)行體外培養(yǎng)。通過(guò)比較60種酪氨酸激酶抑制劑對(duì)于這些原代培養(yǎng)AMLs細(xì)胞的GI50(抑制細(xì)胞增殖50%的濃度)，作者驚奇地發(fā)現(xiàn)ERBB2抑制劑--木利替尼，可以高效且選擇性地抑制治療效果差的AMLs細(xì)胞的增殖。為了證實(shí)這一發(fā)現(xiàn)，作者將樣本量擴(kuò)大至200例。結(jié)果同樣顯示，治療效果差的AMLs患者來(lái)源的原代細(xì)胞相比較治療效果好的AMLs對(duì)于木利替尼響應(yīng)更加敏感，而作為對(duì)照的造血干細(xì)胞則完全不受影響。此外，作者發(fā)現(xiàn)給接種MLL-AF9細(xì)胞 (一種預(yù)后很差A(yù)MLs來(lái)源的腫瘤細(xì)胞) 的小鼠口服木利替尼可以非常有效地抑制腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的骨轉(zhuǎn)移和脾臟轉(zhuǎn)移，并且延長(zhǎng)小鼠的生存時(shí)間。這些結(jié)果都說(shuō)明，木利替尼在可以高效且特異性地殺傷腫瘤預(yù)后差的AMLs細(xì)胞。

那么，木利替尼殺傷AMLs細(xì)胞的分子機(jī)制是什么呢？為了搞清楚這個(gè)問(wèn)題，作者首先選用了ERBB2另外一個(gè)抑制劑——拉帕替尼去處理AMLs細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有響應(yīng)，因此作者排除了木利替尼是通過(guò)ERBB2來(lái)發(fā)揮功能。緊接著，通過(guò)對(duì)木利替尼進(jìn)行探針標(biāo)記，作者發(fā)現(xiàn)木利替尼在加入到細(xì)胞之后主要定位于線粒體中，而不是定位于酪氨酸激酶受體ERBB2所在的細(xì)胞膜上。進(jìn)一步，LC-MS結(jié)果表明，TCA循環(huán)中的代謝物在木利替尼處理之后顯著下降，這提示，線粒體的呼吸作用可能被損壞。并且這一結(jié)論通過(guò)檢測(cè)ADP/ATP和AMP/ATP比值以及線粒體的呼吸作用得到了驗(yàn)證。緊接著，作者通過(guò)深入地探究發(fā)現(xiàn)：木利替尼可以抑制線粒體的復(fù)合體I(NADPH脫氫酶)，并且，在細(xì)胞內(nèi)回補(bǔ)泛醌 (ubiquinone) 或者一種釀酒酵母表達(dá)的且對(duì)魚(yú)藤酮不敏感的NADPH脫氫酶—NDl1可以有效逆轉(zhuǎn)木利替尼的效果。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，作者證明了木利替尼是通過(guò)抑制AMLs細(xì)胞的電子呼吸傳遞鏈來(lái)發(fā)揮功能，并且找到了其具體的作用位點(diǎn)。

接下來(lái)，作者想探究這樣一個(gè)問(wèn)題：為什么有的AMLs細(xì)胞對(duì)于ETC復(fù)合體I活性的依賴程度高，從而對(duì)木利替尼響應(yīng)很好，有的卻沒(méi)有響應(yīng)呢？究竟是哪些特定細(xì)胞遺傳學(xué)/分子風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致AMLs對(duì)木利替尼響應(yīng)的不同？如果能回答這個(gè)問(wèn)題，無(wú)疑能幫助我們根據(jù)不同類型AMLs采取針對(duì)性的治療措施。因此，作者通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了不同類型的AMLs對(duì)于ETC復(fù)合體I依賴程度。見(jiàn)下圖。

最后，作者選取了兩例攜帶不同突變的AMLs病人腫瘤樣本并借用人源腫瘤異種移植模型 (PDX) 進(jìn)一步證實(shí)了上圖中所總結(jié)的發(fā)現(xiàn)。

綜上，Guy Sauvageau 教授發(fā)現(xiàn)了木利替尼這一為人熟知的ERBB2酪氨酸激酶受體抑制劑可以用于治療急性髓性白血病的新功能。更為重要的是，他們的工作揭示了不同細(xì)胞遺傳學(xué)以及分子風(fēng)險(xiǎn)因素AML的代謝特征，這將為今后AML的靶向治療提供一個(gè)很好的指導(dǎo)作用。最后值得一提的是，木利替尼已經(jīng)完成了針對(duì)ERBB2+實(shí)體瘤的一期臨床試驗(yàn)，未來(lái)很有希望開(kāi)發(fā)成為針對(duì)AML的新藥。

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https:///10.1016/j.ccell.2019.06.003

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1. Ho,T.et al. Autophagy maintains the metabolism and function of young and old stem cells. Nature 543,205–210.(2017).

2. Raffel,S.et al. BCAT1 restricts alpha-KG levels in AML stem cells leading to IDH mut-like DNA hyper-methylation. Nature  551,384–388. (2017).

3. Nagasawa, J.et al. Novel HER2 selective tyrosine kinase inhibitor, TAK-165, inhibits bladder, kidney and androgen-independent prostate cancer in vitro and in vivo. Int.J.Urol. 13,587–592.(2006)