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CXCR4拮抗多肽纳米胶束对难治性急性髓系白血病的治疗

        急性髓系白血病(Acute Myeloid Leukemia, AML)是一种骨髓异质性疾病,约占成年急性白血病的80%。多种药物的联合化疗不仅会则会带来严重的毒副作用,而且面临易复发和产生耐药的问题。虽然部分患者初次治疗后可得到完全缓解,但三年内的复发率高达50-70%,且复发后对原来的药物产生耐药,不得不提高剂量和更换毒性更强的化疗药。与此同时,由于AML涉及数千种细胞遗传学异常和基因突变,针对基因突变的靶向药物研发充满挑战,迄今进入临床的数量极为有限。目前国际上AML患者的五年总生存率仅为25%左右,是白血病中死亡率最高的疾病。
        临床证据表明,不同类型AML细胞的表面会过表达某些共同的耐药相关蛋白,其表达水平与AML患者的不良预后密切相关。趋化因子受体CXCR4即是其中之一,它在多种类型的AML细胞上高表达,而分布在骨髓和脾脏中的基质细胞则大量分泌其配体CXCL12。AML细胞表面的CXCR4通过与其配体CXCL12相互作用,向骨髓归巢,从中获得增殖和耐药信号,并向髓外器官浸润。
        中国医学科学院基础医学研究所许海燕团队与国家纳米中心王琛团队和中国医科学院血液病医院王建祥团队合作,将自主研发的化学合成CXCR4拮抗多肽(E5)与国产培化磷脂酰乙醇胺(DSPE)相结合,制备了负载E5的纳米胶束(M-E5),不仅改善了E5在生理环境中的溶解稳定性,而且使其在大鼠体内的半衰期超过14小时,优于国际上正在临床试验阶段的同靶标拮抗多肽。研究团队将M-E5应用于具有AML1-ETO融合基因和 C-KIT D816位点突变基因的AE & C-KITD816V白血病小鼠模型;该模型具有病程发展迅速、复发难治的特点,而且不同于异种移植模型,能够更为真实地模拟白血病发生发展所需要的骨髓微环境。
        研究结果显示,M-E5能够与CXCR4胞外区的N端结合,阻止CXCL12的作用。当AML小鼠骨髓细胞上CXCR4高表达时,M-E5作为单药,即可通过拮抗CXCR4而对其下游信号产生显著影响,有效抑制AML细胞在脾脏和骨髓中的定植,并将AML细胞动员到外周血循环中,使其难以归巢更新,由此促进其发生凋亡或分化,使脾脏、骨髓和外周血中的AML细胞比例减少,显著延长小鼠的生存期。另一方面,当AML小鼠骨髓细胞CXCR4处于中低水平时,M-E5还可与临床一线化疗药联合应用,显著提高化疗效果。此项研究表明,M-E5有望成为安全有效的CXCR4靶向治疗药物,在AML的治疗方面具有临床转化前景和应用价值。
        相关结果发表在Small(DOI:10.1002/smll.202001890)上,孟洁副教授、博士生葛洋洋和邢海燕副教授为文章共同第一作者,许海燕教授、王琛教授和王建祥教授为文章的共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划(2017YFA0205504)、中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2016-I2M-3-004)、国家自然科学基金(81870133、31771005和21721002)等项目的资助。(文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202001890)