急性早幼粒細(xì)胞白血病的“上海妙方”：三氧化二砷和全反式維甲酸

2020年9月6日，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院教授張亭棟和上海交通大學(xué)教授王振義憑借發(fā)現(xiàn)三氧化二砷和全反式維甲酸對(duì)急性早幼粒細(xì)胞白血病的治療作用摘得了2020未來科學(xué)大獎(jiǎng)的“生命科學(xué)獎(jiǎng)”。

三氧化二砷也就是砒霜，我們常常可以在古裝劇和武俠小說中見到這種毒藥的身影。而全反式維甲酸則是一種常見的皮膚科用藥。這兩種看上去完全不相干的藥物是如何與白血病的治療產(chǎn)生關(guān)系的？

要想回答這個(gè)問題，首先我們要知道急性早幼粒細(xì)胞白血病是一種怎樣的疾病。而在此之前，我們得講講什么是白血病。

一、什么是急性早幼粒細(xì)胞白血??？

（一）白血病

白血病(Leukemia)又稱為“血癌”，和其他的癌癥一樣，白血病也是由于病變的細(xì)胞過度增殖造成的。只不過這些病變的細(xì)胞是血液中的白細(xì)胞。根據(jù)白血病細(xì)胞的分化成熟程度和自然病程，將白血病分為急性和慢性兩大類。而根據(jù)病變細(xì)胞的種類又可以分為髓系和淋巴系白血病。

（二）急性早幼粒細(xì)胞白血病

急性早幼粒細(xì)胞白血病(Acute Promyelocytic Leukemia，APL)正是一種特殊類型的急性髓系白血病。從名字就可以發(fā)現(xiàn)，APL是由于早幼粒細(xì)胞的病變而導(dǎo)致的白血病，患者的骨髓檢查可發(fā)現(xiàn)異常增生早幼粒細(xì)胞。早幼粒細(xì)胞是粒細(xì)胞分化的早期階段，若正常分化則會(huì)變成嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞，成為血液中白細(xì)胞的一份子，保護(hù)機(jī)體免受感染。

圖注：APL患者病變的早幼粒細(xì)胞

（三）急性早幼粒細(xì)胞白血病的臨床表現(xiàn)

APL患者除具有其他類型急性白血病的一般臨床表現(xiàn)，如貧血、發(fā)熱、肝脾腫大、牙齦增生等外，體內(nèi)異常的早幼粒細(xì)胞會(huì)使得血液內(nèi)的血小板減少而導(dǎo)致出血。不僅如此，它們還能夠釋放促凝物質(zhì)，從而發(fā)生彌漫性血管內(nèi)凝血。因此APL臨床表現(xiàn)兇險(xiǎn)，起病及誘導(dǎo)治療過程中容易發(fā)生出血或栓塞而引起死亡。

二、如何治療急性早幼粒細(xì)胞白血??？

張亭棟教授對(duì)砒霜的研究以及王振義教授對(duì)全反式維甲酸的研究，使得APL治愈率達(dá)到90%。目前，受益于這兩種藥物的廣泛應(yīng)用，APL已成為基本不用進(jìn)行造血干細(xì)胞移植即可治愈的白血病。這兩種是如何做到治療效果如此顯著的？答案就在于人類對(duì)于APL發(fā)病的分子機(jī)制的理解。

（一）急性早幼粒細(xì)胞白血病的發(fā)病機(jī)制

眾所周知，人體內(nèi)有23對(duì)染色體，承載著人體內(nèi)全部的遺傳信息。其中，當(dāng)15號(hào)和17號(hào)染色體發(fā)生斷裂并易位時(shí)，會(huì)使位于15號(hào)染色體上的PML基因與位于17號(hào)染色體上的維A酸受體α(RARα)的基因發(fā)生融合，形成PML/RARα融合基因，使細(xì)胞無法正常分化并異常增殖，從而使骨髓中堆積大量的異常早幼粒細(xì)胞，導(dǎo)致APL。因此，15號(hào)和17號(hào)染色體的這種突變也成為了檢驗(yàn)APL的重要標(biāo)志。

APL的發(fā)生機(jī)制——PML基因與RARα基因的融合

所以，治療這種疾病的方法，除了使用化療藥物殺死癌細(xì)胞外，還可以用藥物抑制PML/RARα融合蛋白，讓細(xì)胞“改邪歸正”，重新正常分化并抑制它們的過度增殖，從而改善病情。

（二）探索急性早幼粒細(xì)胞白血病治療藥物

在早期階段，人們使用6-巰基嘌呤來治療APL，但這種療法的緩解率較低。1973年改為使用柔紅霉素進(jìn)行治療后，緩解率有一定的提高。但柔紅霉素本身副作用巨大，部分患者不易耐受。

20世紀(jì)70年代，張亭棟教授在研究基于民間藥方制作的“癌靈1號(hào)”治療白血病的過程中發(fā)現(xiàn)，處方中的三氧化二砷對(duì)于治療APL的效果尤為顯著。而在20世紀(jì)80年代，王振義教授在調(diào)查外國(guó)文獻(xiàn)并重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)全反式維甲酸是一種非常有效的APL治療藥物。1993年，王振義團(tuán)隊(duì)與張亭棟團(tuán)隊(duì)開展合作研究。他們發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合使用三氧化二砷和全反式維甲酸的療法能使患者完全緩解率大幅提高，這正是治療APL著名的“上海方案”。

（三）三氧化二砷和全反式維甲酸治療APL的分子機(jī)制

隨著研究的不斷深入，人們了解到，三氧化二砷和全反式維甲酸治療APL的分子機(jī)制是類似的，它們都能夠與APL患者體內(nèi)錯(cuò)誤產(chǎn)生的PML/RARα融合蛋白結(jié)合，從而使得這種融合蛋白失效、降解。這樣，病變的早幼粒細(xì)胞就會(huì)停止過度增殖，進(jìn)行正常分化，進(jìn)而數(shù)量減少，改善癥狀。

中國(guó)科學(xué)家，特別是張亭棟教授和王振義教授，在治愈急性早幼粒細(xì)胞白血病做出了巨大的貢獻(xiàn)。至今，三氧化二砷和全反式維甲酸依然是全球治療APL的標(biāo)準(zhǔn)藥物，這種療法拯救了眾多患者的生命。

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