表观遗传学研究让白血病治疗不再盲人摸象

□本报记者 王 丹 李天舒□ 
 
　　30年前，“血癌”是一个令人闻之胆寒的名词，死亡是这类患者无法逃避的结局。10年来，随着化疗方案的不断更新、靶向药物的快速研发及造血干细胞移植技术的日趋成熟，急性白血病的缓解率已经提高到80%~90%，5年无病生存率也可达到30%~40%。

　　解放军总医院血液科教授于力近日在接受记者采访时表示，在这条从“经验治疗”转向“有据可循”的白血病规范治疗的道路上，表观遗传学研究已成为国内血液学界关注的热点之一，并取得了初步的研究成果。

　　表观遗传学破解复发难题

　　“目前，白血病治疗面临的关键问题是复发。为什么会复发，如何能防止复发，尤其是如何早期发现复发，成为摆在血液科医生面前的难题。”于力说，微小残存病变的检测是目前用于早期预测白血病复发的唯一途径，而该检测手段成熟与否，更多取决于分子生物学技术的发展及靶标的确定。

　　于力介绍说，10年前，国际上对于血液病的研究主要集中在遗传学领域，当时所谓的遗传学仅局限于探究患者DNA序列发生的改变。但近年来有关调查显示，在几乎2/3的白血病患者体内找不到任何遗传学“硬件”改变。因此，约60%的患者无法通过检测DNA改变的遗传学标记监测白血病疾病状态、评估预后及早期发现微量残存肿瘤细胞。这种现象引起了于力的关注，当时他正在美国俄亥俄州立大学从事博士后研究。此后，他从表观遗传学研究着手，开始了“软件”调控的研究。

　　表观遗传调控是个很艰涩也很热门的名词。于力说，表观遗传学是与遗传学相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化等。DNA甲基化可以通过抑制基因的转录，在不改变遗传信息的前提下导致细胞遗传性改变。DNA甲基化往往在肿瘤的发生过程中扮演重要角色。简单地说，通过表观遗传调控的研究，研究人员从另一角度发现癌症发生或复发的秘密“发动机”。

　　1996年，于力在美国俄亥俄州立大学主要攻读白血病的基因诊断和发病机理。1998年回国后，于力立刻着手进行表观遗传学DNA甲基化的相关研究。

　　2001年，于力带领其团队在对比表观遗传学与遗传学差异后，在白血病抗癌基因研究方面有了初步发现。但碍于当时国内研究实力有限，进一步研究进展很慢，于力带着他的研究设想再次回到俄亥俄州立大学继续钻研。

　　2005年2月，于力以第一作者的身份在国际著名杂志《自然遗传学（Nature Genetics）》（影响因子为25.6）上发表了相关论文，首次证明Id4是一个新的白血病抗癌基因。很快，在同一期的《自然遗传学》和《癌症自然评论（Nature Reviews Cancer）》（影响因子为36.6）两个国际知名杂志上，国际表观遗传学领域的专家给予了这样的评价：“这项工作是开创性的，在白血病新的抗癌基因研究里面探索了一条新的路径。”

　　发现Id4意味着什么

　　在于力的研究的基础上，研究人员开始对正常人和白血病、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合征等血液系统恶性肿瘤患者进行Id4基因甲基化状态检测，发现该基因在正常人群中呈现非甲基化状态，而在上述疾病中都发生了较高程度的甲基化，由此推测Id4基因甲基化模式的改变很可能是人类血液系统恶性肿瘤发生的重要 “扳机点”。

　　于力介绍，人Id4基因主要在甲状腺、脑组织及乳腺上皮等正常组织中表达，“但肿瘤细胞也很‘狡猾’，谁对它不利，它就想尽办法把谁消灭掉”。沿着这个线索，科研人员在体外实验中把Id4基因通过转基因程序放到白血病细胞系中，与对照组相比，研究者发现白血病细胞像受到药物控制一样，生长明显受到抑制。

　　科研人员将研究进一步扩展至临床实践中，通过对20名正常人骨髓及120名急性髓系白血病不同分型的病例进行研究发现，正常人外周血干细胞的Id4基因全部呈非甲基化状态，白血病患者中Id4基因甲基化阳性率均大于85%以上。其中，中高度恶性非霍奇金淋巴瘤患者骨髓细胞中Id4基因甲基化阳性患者，肿瘤很快侵及骨髓；而Id4基因甲基化阴性者无1例累及骨髓；完全缓解的急性淋巴细胞白血病患者，若Id4基因仍呈甲基化状态，则12个月复发率很高。以此推断，在血液系统恶性疾病中，Id4基因异常甲基化对病人的诊断及预后有重要的意义。

　　于力告诉记者，表观遗传学DNA甲基化与白血病的相关研究正在进行，而他在2005年回国后便开始建立骨髓标本库，已累计收集了几千例患者资料和骨髓标本。一旦发现有新的白血病相关基因位点需要证实，随时可以进行大样本研究，而这些硬件储备为构建“上层建筑”奠定了坚实的研究基础。

　　让微小残存病变一目了然

　　“过去30年，由于基因标志的缺乏，白血病的巩固维持治疗的剂量和时间主要靠临床经验决定，部分病人治疗剂量不足或个别病人治疗过度的现象在临床上很难避免。”于力指出，当今血液病的研究热点在于检测患者经治疗后体内到底有没有微量肿瘤细胞，微量肿瘤细胞有多少。一旦通过某项技术使得微小残存病变一目了然，那么白血病患者何时需要巩固维持化疗、治疗疗程长短等治疗方案便有据可循，白血病治疗“盲人摸象”的年代也将一去不复返。

　　于力说，目前临床常用的传统骨髓形态学检查肿瘤细胞，敏感度只有5%。因此，为了避免复发，化学治疗疗程往往长达两三年，对患者的生活质量和家庭生活都造成了极大的影响。而采用敏感性高达1/万或者1/10万的遗传学检测方法，特别是这种基于表观遗传学特异性强的生物靶点的检测方法，将大大有利于患者的治疗。据统计，约85%以上的白血病患者都存在Id4甲基化，另一个白血病特异性分子标志物ZO-1甲基化在肿瘤患者中达到70%以上。两个位点同时检测，几乎可以覆盖所有白血病患者，是一组非常适用的白血病通用性表观遗传学基因标志。

　　此外，对于需要自体造血干细胞移植的患者，检测出微小残存病变更具有划时代的意义。于力说，自体移植的优点是没有排斥反应，最大的问题则是从患者体内采集的造血干细胞往往残留微量肿瘤细胞，成为移植后复发的根源。因此，如果能准确、及时判断即将接受自体移植的患者体内是否残存微量肿瘤细胞，并以此为依据决定病人移植的时机，将显著减少复发及降低一些病人不必要的移植风险，同时避免医疗资源浪费。据介绍，目前该检测方法已经在解放军总医院血液科临床上试用，取得了非常好的社会效益。