摘要
T细胞急性淋巴细胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukemia,T-ALL)是一种高侵袭性血液肿瘤,分别占儿童和成人ALL病例总数的15%和25%。在T-ALL中,约60%的病例发生NOTCH1突变。NOTCH1通过脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸富集基元(a cluster of proline,glutamic acid,serine,and threonine residues,PEST)结构域截断或异源二聚化异常,导致胞内活性片段(NOTCH intracellular domain,NICD)无法降解或持续释放,下游靶基因(如MYC)被异常激活,并与TAL1、LMO2等致癌因子协同,驱动白血病发生。在靶向NOTCH1的治疗策略中,γ-分泌酶抑制剂因广谱毒性受限,而新型PSEN1选择性抑制剂 (MRK-560)、NOTCH1单抗(OMP-52M51)及小分子CB-103可通过精准抑制信号转导,显著降低毒性。此外,代谢干预与表观调控方面也展现出协同潜力。近年来,关于NOTCH1信号通路在T-ALL中的研究取得了显著进展,但还需要更多研究来揭示其中的奥秘。文章重点介绍NOTCH1突变对T-ALL细胞造成的影响及靶向NOTCH1信号通路的相关药物,并探讨NOTCH1通路与耐药的相关性。
关键词
Abstract
T-cell acute lymphoblastic leukemia(T-ALL)is a highly aggressive hematologic malignancy,accounting for approximately 15% and 25% of all pediatric and adult ALL cases,respectively. In T -ALL,approximately 60% of cases have NOTCH1 mutations. These mutations,caused by truncation of the PEST(a cluster of proline,glutamic acid,serine,and threonine residues)domain or abnormal heterodimerization,lead to impaired degradation or persistent release of the NOTCH intracellular domain(NICD),resulting in aberrant activation of downstream target genes such as MYC. This process synergizes with oncogenic factors like TAL1 and LMO2 to drive leukemogenesis. Among therapeutic strategies targeting NOTCH1,γ - secretase inhibitors have been limited by their broad-spectrum toxicity. However,novel agents such as the PSEN1 - selective inhibitor MRK - 560,NOTCH1 monoclonal antibody(OMP - 52M51),and the small molecule CB - 103 demonstrate precise inhibition of NOTCH1 signaling with reduced toxicity. Additionally, metabolic interventions and epigenetic regulation have shown synergistic potential. Although significant progress has been made in understanding the role of the NOTCH1 signaling pathway in T-ALL,further research is needed to unravel its complexities. This review focuses on the impact of NOTCH1 mutations on T-ALL cells,discusses drugs targeting the NOTCH1 pathway,and explores the association between NOTCH1 signaling and drug resistance.
Keywords
T 细胞急性淋巴细胞白血病(T ⁃ cell acute lymphoblastic leukemia,T⁃ALL)是一种侵袭性血液系统恶性肿瘤,由早期T系祖细胞的恶性转化及其在骨髓中的弥漫性浸润导致造血功能衰竭而引起[1],分别占儿童和成人 ALL 病例总数的 15%和 25%[2]。近年来,随着靶向治疗和免疫治疗的引入及异基因造血干细胞移植在 T⁃ALL 治疗中的应用,该病的预后有了明显改善。然而,原发难治性或复发性 T⁃ALL 的预后仍然很差。在 T⁃ALL 中,约 60%的病例发生NOTCH1突变[3],而目前临床中应用较为成熟的γ⁃分泌酶抑制剂(γ⁃secretase inhibitor,GSI)仍存在显著不良反应(如胃肠道毒性) 及易耐药问题,限制了其长期疗效。因此,进一步了解T⁃ALL中的 NOTCH1 突变有助于推动靶向治疗药物的开发,如选择性 GSI、NOTCH1 单抗 OMP ⁃ 52M51及选择性SERCA抑制剂等。文章将重点介绍靶向NOTCH1信号通路的相关药物及其耐药机制的探索。
1 NOTCH1结构与激活机制
NOTCH1 基因是高度保守的 NOTCH 基因家族的成员,位于染色体9q34.3上,编码跨膜信号蛋白,其结构包括①细胞外区:表皮生长因子样重复序列、3个富含半胱氨酸的Lin⁃NOTCH重复序列、异源二聚化结构域;②跨膜区:包括 ADAM 金属蛋白酶和γ⁃分泌酶的作用位点;③胞内区域:由脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸富集基元(a cluster of proline, glutamic acid,serine,and threonine residues,PEST)结构域组成,主要负责产生 NOTCH1 胞内活性片段 (NOTCH intracellular domain,NICD)[4-6]。
NOTCH1 蛋白通过三级水解激活。S1 位点的剪切由反式高尔基体中的一种类似Furin的转化酶进行,剪切后 NOTCH1 成熟并被转运到细胞表面,与配体结合后,依次触发两步水解反应:首先由 ADAM金属蛋白酶在S2位点剪切胞外结构域;随后 γ⁃分泌酶在 S3 位点切割跨膜区,从而释放 NICD, NICD 入核激活下游基因;最后,NICD 的PEST区域与包含E3泛素连接酶的FBXW7结合,降解NICD以终止NOTCH1信号通路[6-8]。
2 NOTCH1突变在T⁃ALL发生发展中的作用
2.1 核心驱动作用
NOTCH1 是 T 细胞恶性肿瘤的关键驱动因子,在 T⁃ALL 中高频突变,最常见的突变(约 80%)是 34 外显子2 bp的缺失,该缺失产生1个过早终止密码子(P2514fs*4)[9],导致PEST 区域C端的截断,使其无法与 FBXW7 结合,NICD 无法降解,从而使NOTCH1信号过度激活,引起T细胞发育失调,并最终促进白血病发生。有研究发现,50%的T⁃ALL患者携带≥2个NOTCH1突变,且通常在疾病启动突变 (如WT1、JAK⁃STAT通路突变)积累的后期获得,因此可能在白血病进展中作为继发性驱动事件[10]。同时,Veiga等[11] 证明在缺乏pre⁃TCR信号(如Cd3e缺陷小鼠)的模型中,NOTCH1 的激活仍能驱动 T⁃ALL 的发生,表明其独立于pre⁃TCR信号的核心地位。
在 T 淋巴母细胞淋巴瘤(T ⁃ cell lymphoblastic lymphoma,T⁃LBL)中,NOTCH/PI3K⁃AKT 信号轴与细胞周期调控因子的改变共同构成其核心致癌程序[12]。除此之外,有研究发现在 41 例 T⁃LBL 患者中,48.78%存在 NOTCH1 激活突变,且常伴植物同源结构域样指蛋白 6(plant homeodomain⁃like finger protein 6,PHF6)突变,这与之前在T⁃ALL 中的报道一致[13]。此外,在B⁃ALL中,也可通过复制NOTCH1⁃ MYC增强子介导MYC癌基因的顺式激活[14]。
2.2 协同致癌机制
NOTCH1经常与其他致癌因子联合导致T⁃ALL 发生。TAL1 是一种Ⅱ类碱性螺旋⁃环⁃螺旋转录因子,在40%~60%的T⁃ALL患者中过表达,TAL1阳性 T⁃ALL表现出对TAL1⁃MYCN和NOTCH1⁃MYC通路的双重依赖[15],而在 TAL1 阴性亚型中,TAL1 抑制 NOTCH1⁃MYC通路并诱导凋亡[16]。另外,LMO2作为致癌转录因子,常与 TAL1 一起过表达。有研究表明,LMO2 过表达使胸腺细胞在 DN2(CD4⁃CD8 double⁃negative2)阶段发育阻滞,形成自我更新的白血病前干细胞(preleukemic stem cell,pre⁃LSC),而 NOTCH1突变加速其向T⁃ALL转化的进程,恢复细胞竞争(如引入野生型祖细胞、过表达抗凋亡因子 BCL2)可阻断 pre⁃LSC 的形成及白血病的发生[17]。除此之外,TCF1 被证明是 T 细胞多个发育阶段的一个重要表观遗传调控因子[18],在T⁃ALL中对调控染色质可及性至关重要,有学者证实 TCF1 可调节 MYC 超级增强子区域的染色质可及性及三维构象,激活MYC表达[19]。另外,NOTCH1二聚体⁃HES4 轴促使TP53基因向抗凋亡的Δ133p53异构体转化,有助于白血病细胞存活[20]。在 T⁃ALL 风险分层方面,既往研究表明,同时存在NOTCH1/FBXW7(N/F) 突变且无RAS/PTEN 突变的患者预后更佳。然而,基于新一代测序(next⁃generation sequencing,NGS) 的深入研究进一步揭示,N/F 突变的预后价值需结合其他关键基因状态进行协同评估。具体而言, N/F、PHF6 和 EP300 突变与良好预后相关;而 PI3K通路(PTEN/PIK3CA/PIK3R1)、N ⁃ K ⁃ RAS、TP53、 IDH1/2、DNMT3A 或 IKZF1 等基因突变,会抵消 N/F 突变的保护效应,即使存在N/F突变,此类患者仍被归类为高危组[21]。与T⁃ALL不同,在套细胞淋巴瘤 (mantle cell lymphoma,MCL)中,TP53、NOTCH1等基因突变与不良预后直接相关[22]。
2.3 表观与代谢重编程
NOTCH1基因突变通过调控表观遗传和代谢通路,驱动 T ⁃ALL 的恶性转化。在表观遗传方面, NOTCH1 诱导特异性 DNA 结合蛋白 CTCF(CCCTC⁃ binding factor)结合,CTCF 结合后表现出增强子活性,协同激活致癌基因表达[23]。此外,NOTCH1 通过直接结合支链氨基酸转氨酶 1(branched ⁃chain amino acid transaminase1,BCAT1)启动子,上调 BCAT1 表达,从而调节支链氨基酸(branched⁃chain amino acid,BCAA)及3⁃羟基丁酸酯(3⁃hydroxy butyrate, 3⁃HB)的合成。抑制BCAT1可使亮氨酸代谢转向产生3⁃HB,而3⁃HB作为内源性组蛋白去乙酰化酶抑制剂,其积累可显著改变组蛋白乙酰化水平,从而加剧 T ⁃ALL 细胞的 DNA 损伤[24]。在代谢方面, NOTCH1 可上调缬氨酸氨酰⁃tRNA 合成酶,促进缬氨酸 tRNA 生物合成,驱动线粒体复合物Ⅰ依赖性代谢,限制缬氨酸摄入,可降低编码线粒体复合物 Ⅰ亚基的 mRNA 翻译率,导致复合物Ⅰ组装缺陷和氧化磷酸化受损,抑制白血病进展[25]。同时,有研究表明 NOTCH1 上调可导致谷氨酰胺合成酶 (glutamine synthetase,GS)降解,并伴随谷氨酰胺酶 (glutaminase,GLS)上调和 mTORC1 信号激活,迫使 T⁃ALL细胞依赖外源性谷氨酰胺[26]。
3 基于抑制NOTCH1信号通路的治疗
3.1 阻止NOTCH1信号通路激活的相关药物
GSI通过阻断NOTCH1蛋白在S3位点的切割,抑制 NICD 的释放,从而直接终止 NOTCH1 信号转导并诱导T⁃ALL 细胞凋亡。然而,非选择性GSI靶向所有亚型的γ⁃分泌酶复合物,可引发以肠杯状细胞化生为特征的严重胃肠道不良反应,严重限制了其临床应用[27]。值得关注的是,γ⁃分泌酶复合物的催化亚基具有两种亚型:PSEN1、PSEN2。有研究表明,在T⁃ALL中,PSEN1的表达比PSEN2高30倍[28],且选择性抑制PSEN1,可能避免胃肠道不良反应[29]。基于此,Habets 等[28] 证实选择性 PSEN1 抑制剂(如 MRK⁃560)的抗白血病活性与完全抑制γ⁃分泌酶时相当,且没有肠道毒性。进一步研究发现,MRK⁃560与激酶抑制剂(如鲁索替尼、伊马替尼)联用可协同抑制白血病细胞增殖,且其与第二代输出蛋白⁃1 (exportin⁃1,XPO1)抑制剂 KPT⁃8602 联合使用的效果最强,表明选择性 PSEN1 抑制剂可以通过联合其他靶向抑制剂协同增强抗白血病效果,为联合靶向治疗策略提供了实验依据[30]。为提高 GSI 的靶向递送效率,有学者创新设计了 d 型 T7 肽修饰的卵磷脂纳米颗粒,可精准递送 GSI 至白血病细胞,从而增强 T⁃ALL 细胞的识别和内吞作用[31]。此外,其他 NOTCH 通路抑制剂的研发也在推进。 CB⁃103 作为一种泛NOTCH 抑制剂,其优势在于无明显肠道不良反应,这可能是因为CB⁃103仅部分干扰 NOTCH 转录复合物的形成和功能,对 NOTCH 信号的抑制不如强效 GSI 彻底[32]。虽然有报道称首位接受 CB⁃103 治疗的复发/难治性 T⁃ALL 患者,在将CB⁃103加入补救性方案后1周内即达到完全缓解[33],但该药物在针对多种晚期癌症的Ⅰ/Ⅱ期临床试验(NCT03422679)中因临床反应率较低而宣告失败,然而,CB⁃103 针对 NOTCH 激活型腺样囊性癌的Ⅰ/Ⅱ期临床试验(NCT05774899)目前仍在开展。
OMP⁃52M51 是一种靶向 NOTCH1 受体的人源化单克隆抗体,通过特异性结合NOTCH1受体的负调节区而阻止配体(如DLL/Jagged蛋白)与受体的结合。Minuzzo等[34] 通过对接受或未接受OMP⁃52M51 治疗的异种移植(patient derived xenografts,PDX)小鼠模型进行RNA测序,发现抗NOTCH1治疗会影响嘌呤代谢途径,与此发现相一致的是,OMP⁃52M51 与抗代谢药物联合治疗可增强抗白血病效果。其中,将 OMP⁃52M51 与巩固/维持阶段使用的抗代谢药物(阿糖胞苷、甲氨蝶呤和 6⁃巯基嘌呤)联用时,半数抑制浓度的下降比与诱导阶段药物(长春新碱、柔红霉素)联用更为显著。
抑制肌质网钙ATP酶(sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase,SERCA)通过阻断 NOTCH1 受体向细胞表面转移发挥其抗白血病作用,新型前药(如 Mipsagargin、JQ⁃FT、CAD204520)在提高靶向性和安全性的同时有效降低了传统SERCA抑制剂的心脏毒性[9,35],目前,Mipsagargin 已完成Ⅱ期临床研究 (NCT02067156)。阻止NOTCH1信号通路激活的相关药物见表1。
3.2 靶向NOTCH1信号通路的表观遗传调控药物
鉴于NOTCH1以NICD的形式参与基因调控的特性,针对其表观遗传层面的干预策略逐渐成为研究热点。其中,靶向染色质修饰的探索取得显著进展。BRD4作为BET家族成员,通过与组蛋白H3中的乙酰化赖氨酸残基结合,驱动MYC表达,进而维持 NOTCH1 突变白血病起始细胞(leukemia ⁃initiating cell,LIC)的存活。研究表明,应用 BRD4 降解剂可有效破坏 NOTCH1⁃MYC⁃CD44 轴,减少 LIC 数量,延长小鼠生存期[36]。目前,EP31670(一种 BET 和 CBP/p300 双抑制剂)正在Ⅰ期临床试验进行中 (NCT05488548)。另外,组蛋白赖氨酸去甲基化酶 (KDM6B)被证明是 T⁃ALL 发展和维持所必需的关键分子,可保护T⁃ALL细胞免受强NOTCH1信号诱导的凋亡,因此敲除KDM6B可选择性清除NOTCH1 高信号的T⁃ALL细胞[37]。
表1阻止NOTCH1信号通路激活的相关药物
Table1Drugs that inhibit the activation of the NOTCH1 signaling pathway
在RNA表观修饰层面,脂肪量和肥胖相关蛋白 (fat mass⁃and obesity⁃associated protein,FTO)作为m6A 去甲基化酶,通过降解干扰素调节因子8(interferon regulatory factor 8,IRF8)mRNA 的 m6A 修饰,促进 PI3K/AKT 信号激活并协同 NOTCH1 驱动白血病进展。实验证实,抑制FTO可恢复IRF8表达水平,延缓 T⁃ALL发展[38]。同时,胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白 2(insulin⁃like growth factor 2 mRNA⁃binding protein 2,IGF2BP2)在T⁃ALL中高表达,通过m6A依赖机制稳定 NOTCH1 mRNA,促进 T⁃ALL 细胞存活和化疗耐药,针对此机制开发的小分子抑制剂JX5 可抑制IGF2BP2与NOTCH1结合,抑制T⁃ALL 细胞增殖,有望用于T⁃ALL治疗[39]。
除此之外,染色质重塑复合物SWI/SNF的核心亚基SMARCA4与RUNX1相互作用,可协同调控染色质可及性,维持 NOTCH1⁃MYC 通路活性。抑制 SMARCA4 导致全基因组染色质可及性下降,诱导 T⁃ALL细胞凋亡[40]。靶向NOTCH1信号通路的表观遗传调控药物见表2。
表2靶向NOTCH1信号通路的表观遗传调控药物
Table2Epigenetic⁃targeting agents against the NOTCH1 signaling pathway
3.3 靶向NOTCH1信号通路的代谢重编程药物
在T⁃ALL的治疗策略研究中,针对NOTCH1信号通路及其下游代谢调控机制的靶向干预展现出显著潜力。作为白血病细胞存活的关键途径,氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)的抑制已成为重要研究方向。IACS⁃010759 是一种小分子线粒体复合物Ⅰ抑制剂,目前已完成Ⅱ期临床实验 (NCT02882321),研究者发现 T⁃ALL 细胞可通过谷氨酰胺的还原性代谢应对IACS⁃010759作用下的代谢应激,降低 IACS⁃010759 的疗效,将 IACS⁃010759 与具有GLS抑制活性的L⁃天冬酰胺酶联合使用,可导致T⁃ALL细胞的代谢和转录崩溃,从而显著降低肿瘤负荷并延长生存期,目前谷氨酰胺酶抑制剂 CB ⁃839 正在进行临床试验[41]。与此一致的是, NOTCH1激活的T⁃ALL细胞由于GS表达受抑,使细胞无法自行合成足够的谷氨酰胺,因此将限制谷氨酰胺与应用mTORC1抑制剂联合,可协同诱导T⁃ALL 细胞凋亡[26]。此外,新型线粒体解偶联化合物MB1⁃47 通过激活AMPK、抑制mTOR通路,诱导T⁃ALL细胞代谢崩溃,在NOTCH1诱导的原发性白血病及PDX 模型中均显示出有效的抗白血病作用,且与现有疗法无重叠毒性[42]。
进一步研究揭示,DNA修复机制与代谢重编程有关。细胞分裂周期 73(cell division cycle73, CDC73)不仅可作为增强子促进 T⁃ALL 癌基因的表达,还可通过其基因体功能促进 DNA 修复和 OXPHOS基因转录,缓解NOTCH1过度激活引起的遗传毒性和代谢应激,因此,通过抑制 CDC73 或代谢通路(如OXPHOS)可规避因直接靶向NOTCH1产生的毒性反应[43]。
针对代谢异质性的精准干预策略也在不断拓展。研究发现 MYCN 阳性 T⁃ALL 对羟甲基戊二酸单酰辅酶 A 还原酶(HMG⁃CoA reductase,HMGCR) 抑制剂(如他汀类)高度敏感,提示针对甲羟戊酸途径的用药可能克服 NOTCH1 靶向治疗的局限性[15]。据前所述,抑制 BCAT1 可使亮氨酸代谢转向,使 3⁃HB 异常积累,导致蛋白质乙酰化紊乱并加剧 DNA 损伤,将 BCAT1 抑制剂与依托泊苷联用,可协同抑制PDX 模型中的肿瘤,这表明BCAT1 抑制剂可能在难治性 T⁃ALL 的挽救方案中发挥作用[24]。靶向 NOTCH1 信号通路的代谢重编程药物见表3。
表3靶向NOTCH1信号通路的代谢重编程药物
Table3Metabolic reprogramming drugs targeting the NOTCH1 signaling pathway
3.4 靶向NOTCH1信号通路的天然化合物
近年来,多项研究揭示了天然化合物在T⁃ALL 治疗中的潜在作用机制。Besser等[44] 发现了一种特异性的富含大麻二酚的提取物,可通过选择性诱导 NOTCH1突变的T⁃ALL细胞凋亡从而发挥抗白血病作用,其机制涉及谷胱甘肽特异性γ⁃谷氨酰环转移酶 1(ChaC glutathione ⁃ specific γ⁃glutamylcyclotrans⁃ ferase1,CHAC1)对NOTCH1的S1位点裂解的抑制作用,从而阻止 NOTCH1 成熟。进一步研究显示,大麻素组合通过大麻素受体2型和TRPV1,消耗细胞内 Ca2+ 激活综合应激反应途径,上调 CHAC1 表达,抑制 NOTCH1 成熟,减少活性 NICD 水平,从而诱导细胞凋亡[45]。除此之外,白藜芦醇作为一种天然植物(如葡萄、花生和中草药虎杖等)的提取物,具有免疫调节、抗氧化、抗癌等多种生物学功能。有研究表明白藜芦醇具有抗小鼠T⁃ALL的作用,其机制可能通过抑制NOTCH1信号通路发挥作用[46]。另外,姜黄素是从姜黄根茎中分离的一种天然化学成分,在临床前和临床研究中均显示出多种药理活性,如抗炎、抗氧化、抗癌以及化学增敏活性。有研究发现姜黄素通过降低线粒体膜电位来增强Mcl⁃1 小分子抑制剂UMI⁃77诱导的T⁃ALL细胞凋亡,其机制可能与抑制NOTCH1信号通路相关[47]。
3.5 新兴靶点
随着研究深入,更多潜在治疗靶点逐渐浮现。研究表明,生长抑制特异性蛋白 2(growth arrest ⁃ specific protein 2,GAS2)通过与趋化因子 CXC 亚家族受体 4(C⁃X⁃C chemokine receptor type4,CXCR4) 相互作用,激活 NOTCH1/c⁃MYC 信号转导来维持 T⁃ALL 细胞的生长,提示靶向 GAS2/CXCR4 轴是治疗 T⁃ALL 的潜在策略[48]。此外,circFBXW7 在 T 细胞中高度表达,但在T⁃ALL患者中的表达非常不均匀,circFBXW7的缺失可致MYC、NOTCH1蛋白以及相关靶基因的表达上调,促进白血病细胞增殖,而 circFBXW7的表达与FBXW7突变无关,提示其作为独立抑癌因子的潜力[49]。除此之外,NOTCH1二聚体特征与促凋亡基因表达间接相关,与不良临床结局标志物直接相关,提示靶向NOTCH1二聚体信号或其下游效应器可能成为突破现有治疗瓶颈的新策略[20]。另外,多激酶抑制剂 OTSSP167 通过协同抑制 MAP2K7⁃JNK、mTOR 及 NOTCH1 通路,在 T⁃ALL模型中实现多维度的抗白血病效应[50]。值得一提的是,CRISPR⁃Cas9的全基因组筛选进一步揭示了新的联合治疗靶点:在PDX 模型中,细胞周期蛋白依赖性激酶 4 和 6(cyclin ⁃dependent kinases 4 and 6,CDK4/6)与NOTCH1通路的共抑制表现出显著的协同抗白血病效果[51],这为多靶点协同治疗开辟了新方向。
4 NOTCH1信号通路与耐药
近年研究发现,NOTCH1信号通路异常可通过多个方面介导耐药。在T⁃ALL复发案例中,诊断时仅占 0.2%的 NOTCH1 突变亚克隆可进化为优势克隆,提示NOTCH1突变在治疗选择和耐药中的关键作用,并且复发克隆常伴随 TP53、FBXW7 或 PTEN 突变,表明NOTCH1突变需与其他遗传事件协同以逃逸治疗[10]。并且,研究发现在PDX 模型中,有的耐药细胞出现 NOTCH1 新发突变(如 p.Q1584H、 p.L1585P),影响其异源二聚结构域稳定性并降低抗体结合效率,而有的耐药细胞可通过降低脂滴储存和不饱和脂肪酸水平,减少 NOTCH1 膜表达,从而逃避抗体靶向治疗[52]。
除了NOTCH1新发突变外,信号通路代偿激活也是耐药的重要机制。研究表明,NOTCH1抑制剂耐药细胞中蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)信号异常激活,联用PKCδ抑制剂sotrastaurin能恢复耐药细胞对GSI的敏感性[53]。除此之外,在TAL1阳性的 T⁃ALL 中,MYCN 与MYC 功能互补,即使MYC 活性因NOTCH1抑制被阻断(如GSI),MYCN仍能通过调控甲羟戊酸途径维持细胞存活,部分解释了 TAL1 阳性病例对NOTCH1靶向治疗的耐药性[15]。
PI3K/AKT 通路异常同样是关键耐药驱动因素。全基因组CRISPR⁃Cas9筛选发现,磷酸肌苷⁃3 激酶调控亚基 1 的突变缺失通过双重机制诱导耐药:一方面激活PI3K/AKT信号通路,上调与细胞增殖和存活相关的基因表达;另一方面诱导细胞周期和剪接体相关蛋白的磷酸化修饰,在转录和翻译后水平调控细胞周期进程及剪接体功能,从而增强对 NOTCH1抑制剂的耐药性[51]。
瘤内预存异质性进一步解释了临床疗效差异。在单细胞层面,复发/难治性ETP⁃ALL存在紊乱的发育层次,在治疗前即存在两种干细胞样状态: NOTCH1依赖的快周期干细胞样细胞(GSI敏感)与 PI3K依赖的慢周期干细胞样细胞(GSI耐药),后者的持续存在是 NOTCH1 抑制剂单药治疗失败的核心原因[54]。与此发现相呼应的是,为探究不成熟T 细胞逃离胸腺浸润骨髓的机制,研究者使用胸腺上皮细胞条件培养基培养不同T⁃ALL细胞系,发现对成熟 Jurkat 细胞影响较大,可促其凋亡,而对具有 ETP⁃ALL 表型的不成熟 Loucy 细胞影响甚微,表明 ETP 样细胞对微环境压力具有更强的适应性[55]。另外,在分子层面,MCL基因组分析显示,51%患者存在高遗传复杂性,即有≥3 个拷贝数变化(copy number variation,CNV)或突变/CNV 联合事件,且与显著缩短的无失败生存期和总生存期相关[22]。
T⁃ALL起源于胸腺,以淋巴母细胞浸润骨髓为特征,这使得骨髓微环境的变化也成为导致耐药的重大因素。化疗后骨髓微环境中脂肪细胞显著增加,分泌 CXCL13 吸引残留 T ⁃ ALL 细胞,并通过 DLL1 和 NOTCH1 结合,激活 NOTCH1 信号通路,支持白血病细胞存活,研究证实地塞米松通过增强骨髓间充质基质细胞(bone marrow mesenchymal stromal cell,BMSC)中固醇调节元件结合转录因子1 (sterol regulatory element binding transcription factor1,SREBF1)的表达诱导其成脂分化,使用 SREBF1 抑制剂可降低 BMSC 的成脂潜能,削弱其保护作用[56]。另外,有学者通过对40例T⁃ALL病例的不同队列应用单细胞多组学分析,发现骨髓祖细胞 (bone marrow progenitor,BMP)样白血病亚群与治疗失败和较差的总生存率相关。与此同时,研究揭示 NOTCH1突变可通过加性效应,驱动T⁃ALL细胞脱离 BMP 样状态,促使其向 T 细胞定向转变。此外,学者分析了经GSI处理的DND⁃41和THP⁃6细胞系的RNA⁃seq数据,发现NOTCH通路抑制会诱导细胞转录组向 BMP 样细胞状态转变[57],这可能是出现 GSI耐药的原因之一。除此之外,PD⁃1+ 白血病干细胞(leukemia stem cell,LSC)具有高NOTCH1⁃MYC活性,同时高NOTCH1信号也可上调T⁃ALL细胞中的 PD⁃1,PD⁃1 信号通路可维持 LSC 的静止状态并保护其免受 T 细胞受体诱导的细胞凋亡,因此,可通过阻断T⁃ALL中的PD⁃1来显著消除LSC并抑制疾病进展[58]。
5 结语
综上所述,近年来,NOTCH1信号通路在T⁃ALL 中的研究取得了显著进展。NOTCH1突变作为T⁃ALL 的核心驱动因素,通过异常激活下游基因、协同致癌因子以及重塑表观遗传和代谢网络,促进白血病细胞的恶性转化与存活。针对靶向 NOTCH1 通路的治疗药物研究发现,GSI 虽能有效抑制 NOTCH1 活化,但因其严重胃肠道不良反应及耐药性,临床应用受限,因此,研究者开发了选择性PSEN1抑制剂(如 MRK⁃560)及新型小分子(如 CB⁃103),显著降低了不良反应并提升疗效。此外,抗体药物(如 OMP⁃ 52M51)可通过阻断配体结合抑制NOTCH1信号,若与抗代谢物药物联合治疗可增强抗白血病效果。在表观遗传及代谢方面也发现可调控 NOTCH1 通路的相关药物,展现出协同治疗潜力。值得注意的是,天然化合物(如大麻二酚、白藜芦醇)通过调控 NOTCH1成熟或下游信号,为T⁃ALL治疗提供了新思路。耐药性是 NOTCH1 靶向治疗的主要挑战。 NOTCH1突变亚克隆在治疗压力下可演变为优势克隆,并通过新发突变或代偿通路激活逃逸抑制。此外,骨髓微环境(如脂肪细胞分泌 CXCL13)和 LSC 的静止状态(依赖PD⁃1信号)进一步加剧耐药。
然而,当前研究仍存在诸多不足。其一,虽然已有新型选择性抑制剂及 SERCA 等多种选择,但 NOTCH1新发突变、代偿性信号通路(如PI3K/AKT)激活和骨髓微环境介导的耐药问题仍制约其临床疗效,未来需进一步研究是否可通过联合治疗来巩固治疗效果;其二,表观遗传调控(如 BRD4 降解剂)与代谢干预(如线粒体复合物Ⅰ抑制剂 IACS⁃010759)展现出协同潜力,但其作用机制与长期安全性仍需深入验证;其三,代谢干预策略(如限制缬氨酸、谷氨酰胺摄入)在动物模型中的效果尚未在人体验证,且价格高昂,难以在临床中有效实施;其四,尽管天然化合物(如大麻二酚、白藜芦醇) 在实验中通过调控 NOTCH1 成熟或下游通路显示抗白血病活性,天然化合物的非特异性作用可能引发不可预见的不良反应,仍需进一步区分其内在活性成分。
因此,未来对于NOTCH1信号通路的研究仍需聚焦多维度,明确表观遗传-代谢交互网络的关键节点,开发精准联合疗法,同时,继续探索骨髓微环境的变化,为克服耐药性、实现个体化治疗提供新方向。
利益冲突声明:
所有作者声明不存在利益冲突。
Conflict of Interests:
All authors declare no conflict of interests.
作者贡献声明:
陈奕孜负责文献收集、文献阅读、文献核对、论文初稿撰写;翁昌健参与文献核对、论文修改;陆超提出研究想法、文献核对、论文审阅与修改。
Author’s Contributions:
CHEN Yizi was responsible for literature collection, reviewing,and verification,as well as original draft writing; WENG Changjian participated in literature verification and original draft writing;LU Chao was responsible for conceptua⁃ lization,literature verification,paper reviewing and editing.

