多发性骨髓瘤骨病成骨受抑机制及靶向治疗进

多发性骨髓瘤（MM）是一种常见的血液系统恶性肿瘤，以终末分化的浆细胞克隆性增生为特征，可引起全身多脏器功能损害，主要表现为骨质破坏、肾损害、贫血、高钙血症及感染等。

而MM骨病（MBD）作为其主要的并发症，严重影响患者的生存质量，与疾病的预后密切相关。MBD以破骨细胞（OC）活性增强及成骨细胞（OB）功能受抑制致广泛骨质溶解为特征。

而骨质溶解及骨质重吸收使骨髓微环境中的多种细胞因子释放又可促进MM细胞生长，从而在肿瘤进展与骨质破坏间形成恶性循环。

即使许多患者在有效治疗达到完全缓解后，骨髓中已检测不出MM细胞且OC活性已经被抑制，其骨质破坏依然存在甚至继续进展，这与成骨细胞功能持续受抑密切相关，因此了解成骨细胞在MBD中的作用及其受抑机制，有助于延缓MM及其骨病的进展，改善患者生活质量，延长生存期。

一、MBD中成骨受抑机制

成骨细胞与脂肪细胞、软骨细胞等均由骨髓间充质干细胞分化而成，与破骨细胞、骨髓微环境中各种细胞因子共同调节骨代谢。在MBD中，MM细胞可直接增加OB凋亡，减少成骨。

另一方面，骨髓微环境通过其间的各种细胞因子及细胞与基质间的相互作用，在MM细胞的生长发育、免疫紊乱及耐药性方面发挥重要作用，且能通过减少OB数量，抑制其功能参与MBD形成。

1.细胞间接触在成骨受抑中的作用：

Runt相关转录因子2（Runx2）或称核心结合因子（Cbfal），属于runt域基因家族的转录因子。近年来研究发现因其能激活与启动间充质干细胞（MSC）向OB分化并调节OB的成熟，被作为OB特异性转录因子和OB分化的关键因子。

MBD中，MM细胞可通过与骨祖细胞直接接触阻断Runx2的活性，减少早期成骨细胞前体-成纤维细胞集落形成单位（CFU-F）和成骨细胞前体进一步分化的产物——成骨细胞集落形成单位（CFU-OB）的数量而抑制新骨形成。

这种细胞间的直接接触涉及MM细胞表面的分子极迟反应抗原（VLA-4）与成骨祖细胞上血管细胞黏附分子（VCAM-1）间的相互作用，Roodman通过用抗VLA-4抗体中和作用减弱了MM细胞对Runx2/Cbfal活性的抑制效应验证了上述观点。

此外，Runx2还可通过调节osterix对早期成骨细胞进行调节。osterix是一种成骨转录因子，Baek等在研究新生的OSX（-/-）小鼠骨骼标本中，未见骨小梁形成及骨质矿化，但OB的增殖与分化却未受影响，提示osterix主要通过影响OB功能起作用。

2.可溶性因子在成骨受抑中的作用：

除了细胞间的直接接触，MM细胞还可分泌多种水溶性因子抑制成骨，包括Wnt通路抑制因子、肿瘤坏死因子-β（TGF-β）超家族、趋化因子及多种白细胞介素。

（1）Wnt通路抑制因子：

经典的Wnt通路由Wnt3a通过与细胞表面受体Frz（Frizzled家族）和低密度脂蛋白受体相关蛋白5（LRP5）结合，调节β连锁蛋白（β-catenin）或钙依赖的细胞内信号传导途径，促进OB的分化及功能。

DKK1由MM细胞产生，一方面通过经典Wnt/β-catenin途径抑制RUNX2活性而抑制成骨，另一方面，DKK1可抑制OB分泌骨保护素（osteoprotegerin，OPG），并增加RANKL的分泌。

RANK/RANKL/OPG系统［细胞核转录因子-κB（NK-κB）受体激活蛋白及其配体，护骨素］是调节破骨细胞活化的关键途径。DKK1即引起RANKL/OPG比例变化，通过刺激破骨间接抑制新骨形成。

但Giuliani等证实尽管有溶骨性病变的MM患者骨髓和外周血中监测到的DKK-1较无溶骨性病变的患者高，但其β-catenin激活状态差异并无统计学意义，因此DKK1是否通过Wnt经典途径（Wnt/β-catenin）发挥作用还有待进一步研究。

Giuliani还提出只有高水平的DKK1才可以产生对Wnt通路的抑制作用，而MM患者瘤细胞所产生DKK1的量并不足以抑制Wnt，因此其中是否涉及通过非经典Wnt通路对成骨细胞产生影响还有待进一步研究。

硬化蛋白（sclerostin）作为Wnt和BMP的抑制物，在MM患者骨髓上清中的水平显著高于正常对照组及意义未明的单克隆免疫球蛋白血症（MGUS）患者，并与β2微球蛋白（β2-MG）水平和国际预后分期系统分期（ISS分期）呈正相关，与OB标志物碱性磷酸酶（ALP）水平和患者生存期呈负相关。

目前认为硬化蛋白主要是抑制β-catenin通路，使其磷酸化并被蛋白酶降解而抑制成骨细胞发生。在MM细胞存在时，硬化蛋白的中和抗体可使β-catenin在胞质中积聚并最终恢复OB分化。

此外，硬化蛋白还可调节RANKL/OPG系统的平衡，在MM介导的OB/OC失衡中发挥重要作用。除了DKK1和硬化蛋白，分泌型卷曲蛋白2/3（SFRP2/3）也由MM细胞产生，在有溶骨性病变的MM患者骨髓上清中高表达，亦可以通过抑制Wnt而抑制成骨细胞分化。

（2）趋化因子和白细胞介素：

趋化因子CCL3又称巨噬细胞炎性蛋白（MIP-1α），属于C-C趋化因子家族，主要由单核-巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞及B细胞产生，主要与细胞黏附与迁移有关。在MM患者骨髓中，CCL3主要由MM细胞在成纤维细胞生长因子3（FGFR3）调控下激活膜受体酪氨酸蛋白激酶信号通路（RAS-MAPK信号通路）产生。

因此含有t（4；14）致FGFR3过度表达或含有RAS突变的患者是CCL3的主要作用目标。除此之外OC、OB及MSC也可产生一定量的CCL3。

既往研究表明CCL3在MBD中作为破骨细胞形成的有效激动剂，与其受体CCR1及CCR5结合后通过剂量依赖性途径刺激破骨细胞前体（pOC）形成，促进OC分化与活化。

该作用主要通过提高OB及MSC中RANKL的表达来实现，且CCL3可参与骨髓微环境中破骨细胞的征集和分化。

Choi等最先报道大部分MM细胞系上清及伴溶骨性病变的MM患者骨髓上清中CCL3水平上升，并与肿瘤负荷、骨病的严重程度呈正相关，高水平的CCL3是患者预后不良的一项指标。最新的研究表明CCL3同样在抑制成骨细胞方面发挥重要作用。

Vallet等证实CCR1及CCR5也表达于OB表面，并随着OB的分化成熟表达增加，因而提出CCL3主要影响成熟OB的功能而非OB分化过程，它能减少OB介导的骨质矿化，抑制骨钙素（OCN）的表达。

这种作用主要通过细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号途径及osterix来调节。而Hoshino等通过体外实验表明CCR1（-/-）的小鼠虽然成熟OB的标志物骨钙素表达水平下降，但OB早期标志物，如骨黏连蛋白（Osteonectin）、骨桥蛋白（Osteopontin）表达上升，提示CCL3在OB分化中的作用依然不容忽视。

其他炎性细胞因子，如TNF-α通过上调独立生长因子（Gfi-1）的表达降解NF-κB的抑制物Ⅰ-κB，激活NF-κB，从而抑制RUNX2，影响早期OB的增殖，诱导成熟OB的凋亡。

TNF-α还可促进IL-6的分泌，增加肿瘤负荷。IL-3可以通过刺激CD45+的单核巨噬细胞抑制BMP-2介导的成骨分化。IL-7亦可通过下调RUNX2发挥成骨抑制作用。

（3）TGFβ超家族：

TGFβ超家族中，有许多可溶性因子参与OB的分化调节，如BMP-2，主要通过SMAD1及远端缺失同源盒5（DLX-5）对OB分化起正调节作用。

而有些家族成员，如激活素A（ActivinA）和TGFβ则发挥相反的作用。ActivinA通过与其ⅠB型受体（Activin-likekinase4，ALK-4）结合引起SMAD-2磷酸化，通过SMAD蛋白家族的共传导分子SMAD-4的核转移信号转导功能，抑制DLX-5基因表达。

而DLX-5可以促进osterix基因表达，这一过程最终导致骨生成异常。此外，DLX-5还是β-catenin通路的共靶点，Wnt10a、BMP-2、ActivinA均可作用于DLX-5调节成骨细胞代谢。

在MM患者中，ActivinA并不由MM细胞直接产生，但MM细胞可刺激BMSC使其生成ActivinA，Terpos等研究发现MM患者中高水平的ActivinA与ISS分期、广泛的骨质破坏、生存期缩短相关，且可以增加疾病复发。

TGF-β可通过RUNX2和DLX-5途径抑制BMSC及前成骨细胞向OB的分化，使骨质矿化减少，这一作用通过在MM患者骨髓上清或MM细胞系上清中加入TGF-β抑制剂SB后骨质矿化增加得到了证实。

肝细胞生长因子（HGF）由OC产生，在OC及OB上均有其受体。HGF以旁分泌方式与OB结合可促进OB增殖，以自分泌方式与OC结合促进OC增殖与迁移。MM患者中HGF表达上升，可以抑制BMP-2介导的成骨，通过阻断SMAD既抑制RUNX，也影响osterix转录，并可使BMSC停留在未分化阶段减少骨质形成。

（4）Eph信号通路：

Eph（erythropoietin-producinghepatocytekinases）受体是酪氨酸蛋白激酶受体家族中最大的亚家族，ephrin（Ephreceptorinteractingproteins）是其配体，Eph和ephrin都是膜结合蛋白，它们之间的信号传导依赖于细胞间接触。

在OB、OB前体细胞及MSC表面主要表达EphB4、ephrinB2；OC表面主要表达ephrinB2。ephrinB2和EphB4可相互激活而磷酸化。

Zhao等最先发现Eph/ephrin可通过双向信号通路调节OB/OC平衡：ephrinB2激活OB表面EphB4为正向信号，通过抑制Ras低分子量GTP酶RohA使成骨前体细胞内的成骨分化标志物表达增强，促进成骨细胞分化；EphB4激活OC表面ephrinB2为反向信号，通过抑制c-Fos-NFATc1转录级联反应（负反馈）抑制破骨细胞分化和生成。

Pennisi等研究示MM患者的MSC及骨细胞低表达Eph/ephrin，对新骨形成产生影响。在体外SCID-hu模型中，用嵌合ephrinB2-Fc可刺激新生血管形成、成骨细胞活化及新骨形成，用EphB4处理则可抑制血管形成，减少破骨细胞活化，抑制肿瘤生长。

二、MBD成骨受抑靶向治疗进展

在MBD中，增加成骨细胞数量、促进成骨对抑制MM进展有积极作用。一方面OB可产生大量小型富含亮氨酸的蛋白多糖（SLRP），其核心蛋白多糖（decorin）能抑制肿瘤生长。

阻断decorin的表达，可以减少OB对MM细胞的抑制作用，而与其重新结合后可直接导致MM细胞凋亡。这可能与decorin直接活化门冬氨酸特异半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）并上调P21，促进MM细胞凋亡有关。

另一方面，OB增加可使骨髓微环境中骨髓瘤细胞生长因子减少，破骨刺激因子减少，间接抑制MM的发展。如OB增多可增加OPG表达水平，并降低RANKL水平，引起RANKL/OPG比例变化，减少骨质溶解，干扰OC对MM细胞的刺激作用，从而抑制骨髓瘤的进展。

因此促进骨合成代谢的药物不仅可减少骨相关事件（skeletalrelatedevents，SRE）的发生，提高患者的生活质量，对控制MM的进展也可发挥重要作用。

1.蛋白酶体抑制剂：

硼替佐米（Bzb）作为最先运用于临床的蛋白酶体抑制剂，对MM的治疗作用所涉及到的机制既包括直接针对MM细胞的细胞毒作用，也包括通过对骨髓微环境的调节间接影响肿瘤生长。

Bzb可通过其蛋白酶抑制作用抑制肿瘤细胞内蛋白抑制因子Ⅰ-κB的磷酸化以及泛素化，增加其胞内浓度，从而降低NF-κB活性，促进肿瘤细胞凋亡。同时还可抑制破骨前体细胞NF-κB活性直接抑制破骨细胞分化，Bzb还能通过对成骨细胞的促进作用间接干扰MM细胞生长。

Bzb对OB的作用主要通过抑制DKK1的表达，从而增加BMP-2的表达，抑制RUNX2及β-catenin的降解，最终增加RUNX2及osterix促进成骨过程，使成骨标志物表达上升。还可上调维生素D受体水平，增加钙沉积。目前临床中许多Bzb联合基础化疗方案的应用较单纯基础化疗方案能明显减少骨质的破坏。

另一种蛋白酶体抑制剂MLN现也已进入临床试验，较Bzb的优势在于MLN可口服，使用方便，在患者缓解率方面与Bzb无明显差异，而周围神经毒性反应明显减少，因此在临床中的应用必将更加广泛。

2.CCR1拮抗剂：

随着对CCL3研究的深入，CCL3将成为临床评估患者病情和预后的重要指标，而其受体拮抗剂在MM治疗中的应用也受到







































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