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B 细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)预后差,尤其 CREBBP 突变患者化疗耐药问题突出。研究人员针对 CREBBP 突变 B-ALL 开展药物筛选,发现 BCL2 抑制剂 Venetoclax 通过非凋亡的铁死亡机制杀伤肿瘤细胞,且 CREBBP 抑制剂可协同增敏,为临床提供新联合方案。
B 细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)作为儿童最常见的血液恶性肿瘤,尽管多数儿童患者可通过多药化疗治愈,但高危遗传亚型、复发患者及成年患者的治疗仍面临巨大挑战,尤其是携带 CREBBP(CREB 结合蛋白)突变的患者,常表现出化疗耐药和不良预后。CREBBP 作为组蛋白乙酰转移酶,其功能缺失(LOF)突变在 B-ALL 中与高危特征、持续微小残留病(MRD)及复发密切相关,因此亟需针对这类患者的新型治疗策略。
剑桥大学等机构的研究人员围绕 CREBBP 突变的高危 B-ALL 展开研究,发现 BCL2 抑制剂 Venetoclax 在这类肿瘤中具有显著杀伤作用,且其机制与传统凋亡途径不同,为铁死亡(ferroptosis)。相关研究发表在《Nature Communications》,为 B-ALL 的治疗提供了新方向。
研究主要采用了以下关键技术方法:
- 基因编辑技术:利用 CRISPR-Cas9 构建 CREBBP 野生型(WT)和突变型(如 R1446C 敲入突变克隆 697KI、完全敲除克隆 697KO)的等基因 B-ALL 细胞系。
- 药物筛选与功能验证:通过靶向药物筛选,评估多种小分子化合物对 CREBBP 突变细胞的敏感性,并结合细胞增殖、凋亡 / 铁死亡标记物检测(如 Annexin-V、线粒体膜电位、脂质过氧化标志物 BODIPYC11)进行机制分析。
- 多组学分析:包括 RNA 测序(RNA-seq)、染色质免疫沉淀(ChIP)、CUT&RUN、蛋白质组学和脂质组学,系统解析 CREBBP 突变导致的转录、代谢及脂质组成变化。
- 动物模型:利用 NSG 小鼠构建 B-ALL 移植模型,验证 Venetoclax 单药及与 CREBBP 抑制剂(如 Inobrodib)联合用药的体内疗效。
研究结果
1. CREBBP 突变 B-ALL 对 Venetoclax 敏感性增强
通过等基因细胞系筛选发现,CREBBP 突变细胞(697KI/KO)对 Venetoclax 的半数抑制浓度(IC50)显著低于野生型细胞,且低剂量 Venetoclax 即可诱导线粒体膜电位丧失、Annexin-V 外化等细胞死亡特征。机制上,Venetoclax 通过靶向 BCL2 发挥作用,而对其他抗凋亡蛋白(如 BCLXL、MCL1)无特异性,证实其作用依赖 BCL2 抑制。
2. CREBBP 突变导致细胞周期和代谢失调
RNA-seq 显示,CREBBP 突变细胞中凋亡相关通路虽下调,但 BCL2 表达轻度上调,同时伴随细胞周期阻滞(G1 期比例增加)和代谢异常,包括糖酵解和氧化磷酸化(OxPhos)速率升高。脂质组学发现,突变细胞中多不饱和脂肪酸(PUFA)含量增加,醚脂(如缩醛磷脂)水平显著降低,这些变化使细胞对氧化应激和铁死亡更敏感。
3. Venetoclax 通过铁死亡机制杀伤 CREBBP 突变细胞
低剂量 Venetoclax 处理 CREBBP 突变细胞时,铁死亡特异性抑制剂 Liproxstatin 1 可显著挽救细胞存活,而泛 caspase 抑制剂 Z-VAD 仅部分逆转高剂量药物的杀伤作用,表明低剂量下铁死亡为主要机制。代谢分析显示,Venetoclax 选择性降低突变细胞的 OxPhos,伴随脂质过氧化增强,进一步支持铁死亡机制。
4. CREBBP 功能抑制可协同增敏 Venetoclax
利用 CREBBP/EP300 抑制剂(A485、Inobrodib)处理野生型细胞,可模拟 CREBBP 突变表型,增强对 Venetoclax 的敏感性,且这种协同作用在多种基因型的 B-ALL 细胞系(包括 BAX 突变的 NALM6)中均成立。动物实验显示,Inobrodib 与 Venetoclax 联合用药显著延长荷瘤小鼠生存期,在携带 CREBBP 突变的患者来源异种移植(PDX)模型中效果尤为显著。
5. 耐药机制与治疗策略
长期暴露于 Venetoclax 的细胞产生耐药后,转录谱趋同,表现为 BCL2 上调、细胞周期相关基因激活及 AGPS(醚脂合成关键酶)表达恢复。耐药细胞对铁死亡诱导剂 Erastin 敏感性增强,提示联合用药可能克服耐药。
结论与讨论
本研究揭示了 CREBBP 突变通过重塑细胞代谢和脂质稳态,使 B-ALL 细胞对 BCL2 抑制诱导的铁死亡敏感,且 CREBBP 抑制剂可通过药理学模拟突变表型,与 Venetoclax 形成协同效应。这一发现不仅阐明了 CREBBP 突变肿瘤的独特脆弱性,还为临床开发 “CREBBP 抑制 + BCL2 抑制” 联合方案提供了理论依据,有望惠及包括野生型在内的更广泛 B-ALL 患者群体。此外,研究还发现铁死亡与醚脂代谢的关联,为靶向脂质代谢治疗血液肿瘤开辟了新方向。
该研究通过多维度实验验证和体内外模型结合,系统解析了 CREBBP 突变与铁死亡的关联,其成果为高危 B-ALL 的精准治疗提供了创新策略,具有重要临床转化价值。