综述:FLT3失调的新分子机制:从急性髓系白血病经验到急性淋巴细胞白血病的治疗启示

时间:2025年10月23日
来源:Molecular Cancer

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本综述系统阐述了FLT3(Fms样酪氨酸激酶3)在急性白血病中的最新研究进展。文章不仅总结了FLT3在急性髓系白血病(AML)中的经典突变(如ITD/TKD)及其靶向治疗经验,更着重揭示了其在急性淋巴细胞白血病(ALL)中独特的激活机制,包括非经典突变、表观遗传调控、环状RNA(circRNA)融合及三维基因组(3D基因组)改变等。作者探讨了基于FLT3抑制剂(FLT3i)、抗体及CAR-T等新兴疗法在ALL中的应用潜力,强调了将FLT3表达谱和全编码突变筛查纳入ALL(及AML)诊断,以实现精准医疗的迫切性。本文为FLT3作为泛白血病靶点的重新定义提供了有力证据。

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背景
Fms样酪氨酸激酶3(FLT3)是一种跨膜受体,在造血过程中扮演关键角色,主要通过调节造血干细胞和祖细胞的增殖与分化发挥作用。在急性髓系白血病(AML)中,FLT3是最常发生突变的基因之一,约占新诊断成人患者的25-30%。相比之下,其在急性淋巴细胞白血病(ALL)中的研究历史较短,但近年来,FLT3作为ALL中关键致癌枢纽的重要性日益凸显。
FLT3结构、激活与信号转导
FLT3基因位于13号染色体长臂12区(13q12),包含24个外显子,编码一个由993个氨基酸组成的III类受体酪氨酸激酶(RTK)。其蛋白结构包括:一个具有五个免疫球蛋白样结构域(D1-D5)的N端胞外区、一个跨膜区以及一个由近膜结构域(JMD)和两个酪氨酸激酶结构域(TKD1和TKD2)组成的胞内模块。
在正常生理状态下,FLT3与其配体(FL)结合后发生二聚化、构象改变及自磷酸化,从而激活下游多条信号通路,包括JAK/STAT、RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR通路,进而调控细胞增殖、存活、代谢和蛋白合成。值得注意的是,FLT3-ITD突变能直接驱动STAT5的磷酸化和转录活性,这是FLT3-wt和FLT3-TKD细胞中所不具备的特征。
ALL与AML中的FLT3突变与失调
经典FLT3突变
FLT3的经典突变主要包括内部串联重复(FLT3-ITD)和酪氨酸激酶结构域点突变(FLT3-TKD)。在AML中,FLT3-ITD和FLT3-TKD的发生率分别约为25-30%和7-10%,FLT3-ITD是明确的预后不良指标。在ALL中,FLT3突变总体发生率较低(约5%),但在特定亚型中频率较高,如KMT2A重排(KMT2A-r)ALL、高超二倍体ALL、早期T细胞前体ALL(ETP-ALL)以及PAX5-alt(PAX5改变)亚型。FLT3-ITD与ALL患者较低的最小残留病(MRD)阴性率和较差的总生存期(OS)相关。
超越经典突变:非经典突变与其他罕见基因组改变的新兴格局
随着二代测序(NGS)技术的广泛应用,越来越多的非经典FLT3突变在白血病中被发现,这些突变遍布FLT3的所有结构域,包括非经典点突变(NCPM)、框内插入缺失(INDEL)以及JM或TKD1以外的ITD。
值得注意的是,ALL中非经典突变的比例(约58-59%)远高于AML(约11%)。部分非经典突变(如N676K、A680V、D839G等)已被证实具有激活特性,能导致FLT3组成性磷酸化,并可能对FLT3抑制剂(FLT3i)敏感。此外,罕见的ETV6::FLT3等基因易位也可导致FLT3的配体非依赖性激活。
FLT3失调的新机制
除了突变,FLT3在白血病中经常出现过表达,其调控机制复杂多样。
  • 转录因子调控:多种转录因子如HOXA9、MEIS1、MYB、PAX5等可调节FLT3的转录。在ZNF384重排(ZNF384-r)的B-ALL中,ZNF384融合蛋白可结合到FLT3基因上游的特异性增强子(z-FLT3),通过组蛋白修饰(如H3K27ac、H3K4me3)和染色质结构改变,持续激活FLT3转录。
  • 环状RNA融合:在约10%的儿科ALL病例中发现了URAD::FLT3读通融合环状RNA(rt-circRNA),该融合保留了FLT3的TKDs,可能与疾病进展和不良预后相关。
  • 三维基因组改变:13q12.2区域的缺失可通过破坏拓扑关联结构域(TAD)边界,导致增强子劫持,从而驱动FLT3过表达。另一种缺失则可能引起染色质环化,导致邻近基因CDX2的上调。
    FLT3的表达水平在ALL不同分子亚型中存在差异,通常在ZNF384-r、KMT2A-r、高超二倍体ALL以及ETP-ALL中较高。
FLT3突变对恶性细胞与白血病微环境相互作用的影响
FLT3的组成性激活,特别是FLT3-ITD,能重塑骨髓微环境,通过上调CXCR4等分子增强白血病细胞在骨髓基质中的滞留,从而介导化疗耐药。FLT3-ITD突变还可通过细胞外囊泡(EV)传递miR-155等,抑制I型干扰素(IFN)免疫应答,并促进T细胞向Th17表型极化,创造有利于白血病生长的免疫抑制微环境。这些机制主要在AML中得到研究,其在ALL中的作用尚待阐明。
ALL中的FLT3抑制剂:从AML经验到新的潜在治疗策略
多种FLT3抑制剂已被开发并主要用于AML的治疗。根据作用机制,可分为I型抑制剂(如米哚妥林 Midostaurin、吉瑞替尼 Gilteritinib),能结合FLT3的活性构象,对ITD和TKD突变均有效;和II型抑制剂(如奎扎替尼 Quizartinib、索拉非尼 Sorafenib),主要结合非活性构象,对ITD突变更有效。
临床前研究表明,某些FLT3i在特定ALL亚型中显示出潜力。例如,吉瑞替尼在ZNF384-r和KMT2A-r的ALL模型(包括细胞系和患者来源异种移植PDX模型)中表现出高效性。奎扎替尼和米哚妥林在KMT2A-r细胞系中也高度敏感。普纳替尼(Ponatinib)对T-ALL和KMT2A-r或Ph+ B-ALL亚型显示出最高疗效。此外,FLT3i与BCL-2抑制剂(如维奈克拉 Venetoclax)的联合使用在临床前模型中显示出协同效应,为联合治疗提供了理论依据。
尽管一些临床试验(如米哚妥林、莱妥拉尼 Lestaurtinib单药治疗ALL)结果有限,但个案报告和亚组分析提示,在分子特征选择的患者群体中(如FLT3高表达的ZNF384-r B-ALL或FLT3突变的ETP-ALL),FLT3i可能带来临床获益。克服耐药性是FLT3靶向治疗面临的主要挑战,耐药机制包括FLT3继发突变(如D835、F691L)、旁路信号激活(如AXL、MAPK通路)以及微环境介导的保护等。
靶向FLT3的新疗法
除了小分子抑制剂,其他靶向FLT3的策略也在探索中。例如,Fc优化的FLT3抗体(4G8-SDIEM)可通过增强抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)发挥作用。FLT3靶向的嵌合抗原受体T细胞(FLT3 CAR-T)和双靶点CD19×FLT3 CAR-T在临床前模型中显示出抗白血病活性,尤其是与吉瑞替尼联用时能加速清除白血病细胞。
结论
FLT3不再仅仅是AML的驱动基因,其在ALL中通过多种独特机制(包括非经典突变和表观遗传失调等)被激活,成为一个重要的泛白血病靶点。对FLT3表达谱和全编码突变进行系统性筛查,将有助于在ALL中识别出可能从FLT3靶向治疗中获益的患者群体。未来的研究方向包括深入探索FLT3在ALL中的激活和耐药机制,开发更有效的FLT3i和联合策略(如FLT3i与BCL-2i、JAK抑制剂联用),以及开展基于生物标志物的临床试验,以优化FLT3导向的干预措施在急性白血病中的应用。

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