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【医施荟】HEMA公开课第六期|李军民教授:靶向Menin——KMT2A重排/NPM1突变/NUP98重排急性白血病机制解析

05月25日

整理:肿瘤资讯

来源:肿瘤资讯



导 语


HEMA公开课系列,旨在汇聚血液肿瘤领域智慧,以雅谈之风,论HEMA前沿。本系列课程深度聚焦血液肿瘤关键治疗靶点,通过权威专家的经验分享与学术思辨,破解临床诊疗难点,推动精准治疗理念落地,为血液肿瘤患者的生存改善与预后优化明晰方向。本期公开课特邀上海交通大学医学院附属瑞金医院李军民教授围绕Menin抑制剂在KMT2A重排(KMT2Ar)、NPM1突变(NPM1m)、NUP98重排(NUP98r)急性白血病中的机制与临床应用前景展开深度解析,系统阐述三类靶点疾病特征、核心致病通路及靶向干预逻辑,为临床精准靶向治疗提供理论依据。


本期要点



KMT2Ar、NPM1m、NUP98r在急性白血病中发生率与预后如何?


三类基因异常如何驱动白血病发生?


Menin抑制剂的作用机制是什么?


Menin抑制剂的研发历程如何?

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KMT2Ar、NPM1m、NUP98r在急性白血病中发生率与预后如何?



1

人群发生率:成人与儿童存在显著差异

KMT2Ar、NPM1m、NUP98r是急性白血病中重要的分子亚型,在中国人群中,成人与儿童患者的发生率呈现显著差异,成人AML中NPM1突变发生率较高,占比约30%[1],KMT2Ar、NUP98r则处于较低水平;儿童AML恰好相反,KMT2Ar、NUP98r检出率明显更高,而NPM1突变仅为低发状态(1.4%~4.8%)[2-4]


2

预后分层:KMT2Ar/NUP98r是与不良预后相关的风险因素注意事项

综合中华医学会、中国临床肿瘤学会(CSCO)及中国肿瘤整合诊治指南(CACA)等国内多项权威指南[5-7],三类亚型的预后划分高度一致(表1):


NPM1m预后良好至中等,但复发后的患者生存期仅约半年,临床预后仍不容乐观;


KMT2Ar:预后中等至不良,其中伴KMT2A::MLLT3融合的患者具有中等复发风险,而其他KMT2A重排均与不良预后相关;


NUP98r:均归为预后不良高危。

表1. 不同中国指南对KMT2Ar、NPM1m、NUP98r的预后风险分层界定

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三类基因异常如何驱动白血病发生?


1

Menin是核支架蛋白,主要参与调控基因表达

Menin是一种支架蛋白,在多种组织中以不同水平表达,由MEN1基因编码,该基因包含10个外显子(图1)。Menin占位于转录起始位置,与基因启动子、转录因子或增强子结合,从而影响转录过程,其占据率与相关基因高表达相关[8]


图1. Menin的结构和功能


2

KMT2Ar:激活HOX/MEIS1通路致病

KMT2A位于11号染色体长臂23区域(11q23)[9],是混合谱系白血病基因(MLL或KMT2s)家族6个成员之一。KMT2s基因编码组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)的特异性甲基转移酶,通过甲基化修饰使染色质处于转录活性状态,主要激活HOX家族基因表达[10-11]


与KMT2A相关的基因改变包括染色体易位(融合)、部分串联重复(PTD)、缺失和扩增,其中最常见的为KMT2Ar[12]。在白血病中,KMT2Ar主要类型为融合和内部串联重复(一般发生在外显子3至9、3至10或3至11之间的内部重复)(图2)[13-16]


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图2.白血病中KMT2Ar主要类型为融合和部分串联重复


KMT2A是Menin的结合伙伴,经N端与Menin结合后被招募到特定基因启动子区,经C端(促进H3K4甲基化修饰)激活下游HOXA9/MEIS1基因表达。在正常生理状态下,这一通路受到精密调控。然而,在急性白血病中,KMT2A发生断裂融合后,融合伴侣蛋白募集甲基转移酶导致转录失控,HOX/MEIS1通路异常激活,最终导致白血病的发生发展(图3)[17]


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图3. KMT2A与Menin相互作用导致白血病发生


3

NUP98r:高度依赖Menin-KMT2A复合物

NUP98基因位于11号染色体短臂 p15.4(11p15.4)位置,具有调控物质跨核膜运输、基因表达等作用[18-19]。当染色体发生易位、倒位等事件导致NUP98基因断裂后,NUP98蛋白N端的FG/GLFG结构域与伴侣基因的C端形成融合蛋白(图4)[20]。目前在血液系统恶性肿瘤中已发现超过30种NUP98融合伴侣,以AML多见,T-ALL、MDS、CML中也可见。


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图4. NUP98r导致恶性血液疾病发生,且与不良预后相关


功能研究证实,在NUP98-HOXA9和NUP98-JARID1A小鼠白血病细胞中,敲除Menin或KMT2A(MLL1)基因后,白血病细胞均发生显著耗竭(图5)。表明NUP98r白血病细胞高度依赖Menin-KMT2A复合物,特别是KMT2A和Menin的功能[21]


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图5. NUP98r高度依赖Menin-KMT2A复合物


4

NPM1m:通过C-body凝聚体驱动发病

核磷蛋白1(NPM1)基因编码一种多功能蛋白,正常情况下主要定位于细胞核仁,并在细胞核与细胞质之间穿梭,参与核糖体生物合成、中心体复制、DNA转录、蛋白折叠与稳定、DNA完整性调节等多种细胞功能[22-23]。NPM1m导致其核仁结合能力丧失,同时新增的核输出信号(NES)增强核输出,使输出大于输入(图6)[24]


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图6. NPM1m致病机制——错误输出到核质/细胞质


最新研究揭示,NPM1突变通过C-body共同机制驱动AML的发生发展:NPM1突变导致NPM1突变体(NPM1c)在细胞质中的异常积累。NPM1c通过核内相分离机制形成一种新型的、在生物物理性质上不同于核仁的生物分子凝聚体,称为“C-body”。C-body可特异性富集XPO1(核输出蛋白)、NUP98、KMT2A和MENIN等关键调控蛋白,共同调控HOXA、MEIS1等白血病驱动基因的异常表达,进而维持白血病细胞的干性,阻滞细胞分化,并促进白血病细胞在体内的扩增,最终驱动AML的发生和发展(图7)[25]


图7. NPM1突变通过C-body共同机制驱动AML的发生发展


上述机制不仅解释了NPM1突变后NPM1c虽主要位于细胞质,却仍能激活核内HOXA/MEIS1等致癌基因表达的分子基础,更重要的是,它揭示了C-body是KMT2Ar、NPM1m与NUP98r的共同致病机制,合理阐明了Menin抑制剂对这三种不同基因异常亚型均具备治疗活性的分子基础。



Menin抑制剂的作用机制是什么?


Menin抑制剂的核心作用机制是靶向Menin与KMT2A的结合位点,阻断二者的相互作用,从而抑制HOXA9/MEIS1通路的过度表达,发挥抗肿瘤活性[26]


更重要的是,Menin抑制剂展现出“一靶多效”的潜力:除KMT2Ar外,NPM1c、NUP98r和UBTF-TD驱动的急性白血病同样依赖于Menin-KMT2A相互作用,应用Menin抑制剂后可有效逆转致癌过程并诱导分化[27]。此外,多种以HOX/MEIS1过表达为特征的遗传异常群体,包括SET-CAN、RUNX1-EVI1、CDX2-ETV6、KAT6A-CREBBP等,也可能从Menin抑制剂治疗中获益,但尚需进一步证据支持[28]


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图8. 多种基因异常或从Menin抑制剂治疗中获益



Menin抑制剂的研发历程如何?


对Menin-KMT2A相互作用生物学机制理解的突破性进展,极大地推动了Menin抑制剂的研发进程(图9)[29]:1954年,首次发现MEN-1综合征;1976年,t(9;11)染色体易位首次在AML中被发现,11q23断裂点进入研究者视野;1990年MEN1基因定位,1997年Menin蛋白命名,2005年其作为KMT2A致癌辅因子的功能确立,2011年晶体结构解析——这些基础研究的突破,为2012年首个Menin-KMT2A小分子抑制剂的发现奠定了基石。从KMT2Ar到NPM1m、NUP98r的临床前模型验证,再到临床试验启动,Menin抑制剂的抗肿瘤活性逐步得到确证。截至2025年,两款药物已获FDA批准用于复发/难治性急性白血病,充分体现了从机制认知到临床落地的漫长但坚实的科学进程。


图9. Menin抑制剂的研发进程


总结

KMT2Ar、NPM1m和NUP98r是急性白血病中发生率较高、预后意义明确的三类分子异常,在中国人群中呈现独特的分布特征。尽管这三类异常的初始致病机制各异——KMT2Ar源于染色体易位导致的融合蛋白形成,NUP98r源于核孔蛋白与伴侣基因的异常拼接,NPM1m源于核仁蛋白的错误输出——但它们最终汇聚于共同的致病枢纽:Menin-KMT2A相互作用轴及其下游HOX/MEIS1通路的异常激活。


Menin作为支架蛋白,通过与KMT2A的结合,将转录调控复合物招募至特定基因位点,维持白血病细胞的恶性表型。Menin抑制剂通过阻断这一关键相互作用,实现对多种基因异常亚型的“一靶多效”治疗。从1976年染色体易位的发现到2025年两款Menin抑制剂获批上市,近50年的研发历程印证了从靶点识别到临床转化的长期性与艰巨性,也彰显了机制驱动型药物开发的科学价值。


随着临床证据的持续积累,Menin抑制剂已从KMT2Ar AML拓展至NPM1m AML,并有望覆盖NUP98r、UBTF-TD等更多亚型。这一基于共同分子机制的治疗策略,为急性白血病的精准分型与个体化治疗提供了新范式,也为未来联合用药方案的优化奠定了理论基础。



专家介绍


李军民教授

  • 主任  博士生导师

  • 瑞金医院无锡分院副院长

  • 上海交通大学医学院附属瑞金医院疑难会诊中心主任

  • 上海血液学研究所副所长

  • 中国老年医学会副会长

  • 中国老年医学会血液学分会会长

  • 中国医学促进会血液分会副会长

  • 中国抗癌协会上海血液肿瘤专业委员会主任委员

  • 科技部国家重点项目肿瘤mRNA疫苗首席科学家


参考文献

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排版编辑:赵梦瑶

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