¹新疆医科大学研究生学院，新疆 乌鲁木齐

²新疆维吾尔自治区人民医院血液科，新疆 乌鲁木齐

收稿日期：2023年12月27日；录用日期：2024年1月21日；发布日期：2024年1月30日

摘要

弥漫性大B细胞淋巴瘤是一种常见的、具有侵袭性的造血系统恶性肿瘤，由于其异质性，具有不同的临床和病理特征。虽然目前的免疫化疗方案改善了临床结果，但仍有许多患者预后较差，复发频繁。表观遗传学的改变促进DLBCL的进展，其中DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传学机制在基因的转录、表达及细胞的增殖、凋亡等过程中发挥至关重要的作用。随着DNA甲基转移酶抑制剂、组蛋白去乙酰化酶抑制剂等表观遗传药物的深入研究和临床应用，可以提高当前治疗疗效，改善DLBCL患者的预后。研究靶向的表观遗传机制可能是未来研究的关键。因此，本文主要就DLBCL的DNA甲基化和组蛋白修饰调控及其靶向治疗的研究进展进行综述。

关键词

弥漫大B细胞淋巴瘤，表观遗传学，DNA甲基化，组蛋白修饰，治疗

Advances of Epigenetic DNA Methylation and Histone Modifications in DLBCL

Muti Bermigiti¹, Yan Li^2*

¹Graduate School, Xinjiang Medical University, Urumqi Xinjiang

²Department of Hematology, Uygur People’s Hospital, Urumqi Xinjiang

Received: Dec. 27^th, 2023; accepted: Jan. 21^st, 2024; published: Jan. 30^th, 2024

ABSTRACT

Diffuse large B-cell lymphoma is a common, aggressive hematopoietic malignancy with different clinical and pathological features due to its heterogeneity. Although current immunochemotherapy regimens have improved clinical outcomes, many patients still have poor prognosis and frequent relapses. Epigenetic changes promote the progression of DLBCL, in which epigenetic mechanisms such as DNA methylation and histone modification play a crucial role in gene transcription, expression, and cell proliferation and apoptosis. With the intensive study and clinical application of epigenetic drugs such as DNA methyltransferase inhibitors and histone deacetylase inhibitors, it can improve the current therapeutic efficacy and improve the prognosis of patients with DLBCL. Research on the targeting epigenetic mechanisms may be critical for future research. Therefore, this paper mainly reviews the research progress of DNA methylation and histone modification regulation in DLBCL and its targeted therapy.

Keywords:Diffuse Large B-Cell Lymphoma, Epigenetics, DNA Methylation, Histone Modification, Treatment

Copyright © 2024 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)是成人淋巴造血系统中最常见的恶性肿瘤，约占非霍奇金淋巴瘤的35%，有高度侵袭性及异质性。近年来，对DLBCL的诊断和治疗已经有了显著的进展，其治疗主要以免疫化疗为主。在接受利妥昔单抗、环磷酰胺、阿霉素、长春新碱和泼尼松(R-CHOP)的一线治疗后，40%至50%的DLBCL患者仍然无法治愈 [1] 。近年来，表观遗传学改变在DLBCL疾病进程中的作用备受关注。表观遗传学是在不改变核苷酸序列的情况下改变基因表达的研究，表观遗传修饰主要包括胞嘧啶的DNA甲基化、组蛋白修饰(包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化和瓜氨酸化)、染色质结构重塑和RNA相关基因沉默等 [2] 。表观遗传药物及与抗肿瘤药物的联合方案的研究及应用为DLBCL提供了新的治疗方向和思路，现就DNA甲基化和组蛋白修饰在DLBCL中的研究进展予以综述。

2. DNA甲基化

2.1. DNA甲基化的机制和意义

DNA甲基化发生在胞嘧啶–鸟嘌呤(CpG)二核苷酸的胞嘧啶残基上，并由被称为DNA甲基转移酶(DNMTs)的酶控制，包括DNMT1、DNMT3A和DNMT3B。CpG位点主要分布在CpG丰富的地区，称为CpG岛。大多数CpG岛位于重复元件中，如着丝粒、微卫星序列和正常细胞基因组中大约一半基因的近端启动子区域，这些岛通常是未甲基化的 [3] 。当发生肿瘤(包括DLBCL)时，则可出现特征性的全局DNA低甲基化(通常以非编码区为靶点)和肿瘤抑制基因启动子中CGI的位点特异性高甲基化。当抑癌基因启动子区高甲基化时，可引起抑癌基因转录抑制、失活或沉默；基因组整体甲基化水平降低，可引起原基因组不稳定、癌基因活化等导致肿瘤的形成或进展 [4] 。

2.2. DNA异常甲基化与DLBCL

2.2.1. 高甲基化与DLBCL

随着分子学检测技术的发展和进步，越来越多的抑制基因启动子高甲基化改变在DLBCL中被检测到。CGI的高甲基化是导致抑癌基因转录沉默的关键因素，也是导致DLBCL发生最常见的表观机制。

1) LF4、DAPK1和SPG20是多种肿瘤抑制基因，Frazzi等人用甲基化特异性PCR技术发现DLBCL中KLF4、DAPK1和SPG20基因启动子高甲基化，CGI高甲基化可导致KLF4、DAPK1和SPG20的转录水平下调，KLF4和SPG20基因甲基化和其基因表达呈显著负相关 [5] 。他们进一步研究发现，尽管5AZA和地西他滨有显著的促凋亡和低甲基化作用，但它们对KLF4、DAPK1和SPG20启动子没有影响 [6] 。Özdemir İ，等人同样证实了KLF4和DAPK1基因在儿童和青少年DLBCL中的高甲基化和低表达状态 [7] 。这些表明KLF4、DAPK1和SPG20启动子甲基化负性调控了KLF4、DAPK1和SPG20的转录，KLF4、DAPK1和SPG20基因启动子区甲基化可能参与了DLBCL的发生发展。

2) CDH23是一种钙粘蛋白，参与了DLBCL的癌细胞生长、细胞转移、细胞粘附、细胞周期、药物分解代谢过程等。曹保平等通过生物信息学分析发现DLBCL中CDH23的表达水平低于正常样品，且CDH23的表达与CDH23的甲基化值呈负相关。他们进一步使用去甲基化剂地西他滨处理DLBCL细胞系后CDH23的表达水平上调，并发现CDH23表达的降低代表了较差的总体存活率，以及DLBCL患者的较差的无病存活率 [8] 。这些结果表明CDH23的表达受DNA甲基化的调节，CDH23的甲基化可作为DLBCL的检测和预后生物标志物。

3) CD37在成熟B淋巴细胞上高度表达，多种CD37靶向疗法正在针对NHL进行临床开发。然而，约50%的DLBCL患者中检测不到CD37表达，这与较差的治疗结果相关，但DLBCL中差异CD37表达的潜在机制仍然未知 [9] 。最近Elfrink等在表观遗传水平上研究了人类DLBCL中CD37基因的调节。观察到CD37阳性和CD37阴性原发性DLBCL患者样本之间的CD37启动子区域和3’UTR基因区域的DNA甲基化没有显着差异，但不能排除CD37基因的其他富含CpG区域的甲基化调节CD37表达 [10] 。尽管对这些基因在癌症中的甲基化进行了深入探索，但在DLBCL中研究不足，需进一步研究DNA异常高甲基化与DLBCL关系。

2.2.2. 低甲基化与DLBCL

在大多数肿瘤中常能检测到基因组整体甲基化水平降低，基因组低甲基化可使原癌基因活跃、基因组不稳定等，进而导致肿瘤的发生。除此之外，抑癌基因某一特定区域的低甲基化改变也可导致肿瘤的发生。Wedge等在DLBCL患者的肿瘤活检和cfDNA样本中识别出整体低甲基化。低甲基化与较差的总生存率显著相关，并且是一个独立的危险因素，传递的风险幅度高于常规的临床危险因素。并观察到整体低甲基化与其他基因特异性表观遗传异常如DAPK1高甲基化同时发生 [11] ，因此未来的研究应致力于阐明这些预后生物标志物是否应该联合使用，或者是否将作为一个独立的预后工具。

2.3. DLBCL中与DNA甲基化相关的调控基因

DLBCL中常见的甲基化调节蛋白包括DNMT3A、TET2、IDH1/2。DNMT3A催化CpG可苷酸残端胞嘧啶甲基化，TET2则催化甲基化的5-mC羟基化形成5-羟甲基胞嘧啶达到去甲基化。一旦这些调节蛋白基因突变过表达或突变导致靶基因启动子区域的高甲基化或低甲基化，并在多个生理过程中发挥作用，包括细胞周期、细胞凋亡或免疫反应 [12] 。

2.3.1. DNMT3A

DNA甲基转移酶(DNMT)是调节DNA甲基化的主要因素。在DNMT家族中，DNMT1、DNMT3A和DNMT3B与肿瘤发生有关。DNMT突变主要发生在DNMT3A中，具有最高的突变率，DNMT3A突变能够明显调控基因的表达、细胞的增殖、凋亡等过程。有研究发现DLBCL患者中，较高的DNMT3A蛋白表达与较差的OS和EFS相关，他们还首次发现，在DLBCL样本中，BCL2和DNMT3A蛋白的表达之间存在显著的相关性 [13] 。

2.3.2. TET2

TET家族酶调节DNA去甲基化。TET家族基因的突变被发现参与了DLBCL和PTCL的DNA高甲基化。TET家族酶包括TET1、TET2和TET3，其中TET2在DLBCL的DNA甲基化改变中起重要作用。TET2的功能丧失突变约在10%的DLBC存在，并且主要在生发中心B细胞(GCB) DLBCL中。在GCB细胞中，TET2突变抑制GC出口和浆细胞分化中的基因表达。TET2突变导致BCL6基因座甲基化改变并增加BCL6的表达，从而促进TFH细胞的增殖 [14] 。

2.3.3. AID

活化诱导胞苷脱氨酶(AID)是一种介导生发中心(GC)B细胞中亲和力成熟和促进DNA去甲基化的酶，是DLBCL发病机制所必需的，并与较差的预后有关。Jiao等研究提出：AID或DNMT1的缺失导致AID-DNMT1复合物与BCL6启动子分离导致甲基化的BCL6启动子发生去甲基化，DLBCL中BCL6的表达增加；AID协助DNMT1维持BCL6启动子甲基化，抑制DLBCL中BCL6的表达；MG132通过避免AID和DNMT1降解介导BCL6抑制 [15] 。目前，DNA甲基化相关基因突变具体机制未完全明确，其在DLBCL进展和预后中的意义尚无统一的定论且存在较大争议，仍需要人们进一步探索和研究。

2.4. DNA异常甲基化与DLBCL的治疗

目前临床上针对研究DNA甲基化的药物DNMT抑制剂包括阿扎胞苷、地西他滨、瓜地西他滨、MG98、RG108和SGI-1027等。阿扎胞苷是胞苷的类似物，可以取代DNA和RNA中的核苷，并与DNMT共价结合以抑制DNA甲基化。阿扎胞苷联合伏立诺他(NCT01120834)治疗R/R DLBCL患者的结果显示，DLBCL患者15个月的EFR和OS率分别为65%和77%，总缓解率(ORR)为6.7% [16] 。在阿扎胞苷联合R-CHOP的另一项I/II期试验(NCT01004991)中未治疗的DLBCL患者的CRR为91.7%。目前阿扎胞苷加R-ICE (NCT03450343)或阿扎胞苷加R-GDP (NCT03719989)的临床试验正在进行中。地西他滨(AzaD)是一种脱氧核糖核苷，可以掺入DNA并占据DNMTs以诱导DNA低甲基化。一项临床前研究表明，地西他滨联合索拉非尼可诱导DLBCL细胞凋亡 [17] 。一项4期临床试验正探索地西他滨、利妥昔单抗联合或不联合DHAP在R/R DLBCL (NCT03579082)中的疗效和安全性。更多有治疗潜力的DNMT抑制剂及其他抗肿瘤药物联合的治疗方案正处于的早期临床试验阶段，具有广泛的研究意义及应用价值。

3. 组蛋白修饰

3.1. 组蛋白修饰机制和意义

组蛋白修饰是一种与肿瘤相关基因的表观遗传修饰，包括组蛋白的乙酰化、泛素化、磷酸化和甲基化，其中甲基化和乙酰化是组蛋白最常见的修饰类型。这些修饰可以通过改变核小体内部和之间的非共价相互作用来调节染色质结构。它们也可作为特殊蛋白质的对接点，具有独特的结构域，专门识别这些修饰。调节组蛋修饰的酶包括组蛋白乙酰转移酶(HAT)、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)、组蛋白甲基转移酶(HMT)、组蛋白去甲基化酶(HDMT)、激酶、e3-泛素 [18] 等。组蛋白修饰的动态平衡控制着染色质的结构和基因的表达，而其失衡与肿瘤的发生密切相关。

3.2. 组蛋白修饰与DLBCL

3.2.1. 组蛋白乙酰化与DLBCL

CREBBP和EP300是KAT3家族修饰组蛋白和非组蛋白核蛋白的赖氨酸残基的HAT，介导组蛋白乙酰化，并作为转录因子参与多条信号通路，增强转录。约20%的DLBCL发生CREBBP基因酶活性区的错义突变和截短突变，约10%的DLBCL患者中可见到EP300的突变，且在在GCB亚型中较为常见。CREBBP缺失均导致基因增强子的H3K27乙酰化缺失，导致此类增强子调控的基因表达下调，包括介导免疫细胞迁移和调控免疫应答的基因 [19] ，在ABC DLBCL中CREBBP基因的突变沉默，导致对BCL6的抑制减少，随后干扰IRF4，这可能是ABC DLBCL预后更好的解释之一。

3.2.2. 组蛋白甲基化与DLBCL

1) EZH2：EZH2是PRC2的催化成分，介导H3K27me3并募集DNA甲基转移酶以抑制基因转录。在DLBCL细胞发育过程中，EZH2下调对细胞周期有负面影响的基因，促进未成熟B细胞的增殖。ZH2SET结构域Tyr641 (Y641F、Y641N、Y641S和Y641H)在近20%的DLBCL中发生体细胞突变。这些突变增强了EZH2的酶活性，促进了H3K27修饰的三甲基化，从而抑制了多梳靶向基因的表达，EZH2和BCL-2的共表达与较差的OS和PFS以及较高的DLBCL复发率有关 [17] 。在一项对原发性胃肠道DLBCL的研究中，EZH2过度表达时预后更差 [18] 。

2) KMT2：赖氨酸甲基转移酶2 (KMT2；也称为MLL)家族蛋白甲基化组蛋白H3K4并正向调节基因转录。它们包括KMT2A、KMT2B、KMT2C、KMT2D、KMT2F和KMT2G；每种蛋白质都参与了具有不同成分的多个亚基蛋白质复合物。然而，据报道只有KMT2A、KMT2C和KMT2D在血液恶性肿瘤中发生突变 [19] ，而只有KMT2D和KMT2C被发现与DLBCL有关。KMT2D突变在24%~32%的DLBCL患者中检测到，主要是无意义或移码突变导致KMT2D蛋白表达下调。KMT2D缺乏会导致几个基因的改变，包括TNFAIP3、SOCS3、SGK1、TRAF3、TNFRSF14和ARID1A，并随后影响B淋巴瘤细胞中的JAK-STAT、Toll样受体和B细胞受体通路 [20] 。

3.3. 组蛋白修饰与DLBCL的治疗

近年来随着表观遗传学的深入研究，组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)、EZH2抑制剂(EZH2i)已成为DLBCL治疗药物的研究热点，更多有潜力的表观遗传修饰药物也正处于早期临床试验阶段，不同表观遗传药物之间以及与其他抗肿瘤药物联合的治疗方案也具有较为理想的临床应用前景。

3.3.1. HDACi

HDACi作为新型抗癌药物，通过抑制HDAC活性，调节组蛋白乙酰化和去乙酰化水平，诱导细胞凋亡、自噬、周期停滞等；伏立诺他是第一个获批的HDAC抑制剂，与单药相比联合R-CHOP在新诊断的晚期DLBCL患者中的I/II期试验显示2年PFS和OS率分别为73%和86% 0RR为81%疗效更佳 [21] 。一项临床研究表明，帕比司他和依鲁替尼的组合比单独使用任何一种药物都能更有效地抑制NF-κB和DLBCL异种移植物的退化 [22] 。但另一项研究表明，帕比司他作为单药给药在R/R DLBCL患者中具有持久的活性 [23] ，这受HDACs/STAT3/Bcl-2通路的调节 [24] 。R-CHOP联合西达本胺(NCT02753647)在未经治疗的老年DLBCL患者中的临床试验也正在进行中 [25] ，故有必要对西达本胺加利妥昔单抗进行随机III期试验，以在将来进一步评估R/RDLBCL的后续治疗。

3.3.2. EZH2i

EZH2抑制剂通过抑制整体H3K27me3浓度，重新激活沉默的EZH2靶基因，并可在几天内诱导DLBCL细胞的增殖停滞、分化和最终凋亡，目前已经发现的几种EZH2的小分子抑制剂包括：tazemetostat (EPZ6438)、GSK343、GSK503、GSK126、CPI-1205 [26] 。tazemetostat于2013年首次被批准进入临床试验，在I期临床试验结果中显示出良好抗肿瘤活性和安全性 [27] ，在一项II期试验中，165名复发和/或难治性DLBCL中基于EZH2突变状态分层，显示EZH2 + DLBCL患者的ORR为40%而EZH2 − DLBCL的ORR为18%，EZH2突变状态在预测DLBCL治疗反应中有重要作用 [28] 。在一项1期临床试验(NCT02082977)探索了GSK126在R/R DLBCL中的安全性、药代动力学、药效学和临床疗效。试验结束时，20名(5%)淋巴瘤患者中有1名达到部分缓解，而6名患者病情稳定(30%) [29] ，还观察到GSK126可以减少多药耐药DLBCL细胞系中的H3K27me3，并增加联合治疗中对依托泊苷的敏感性 [30] ，说明联合治疗可能是克服耐药性的重要措施，因此，EZH2i展现了新的治疗前景，但还需要更多临床试验来进一步证实。

4. 总结与展望

表观遗传学修饰在不改变DNA序列的前提下使基因的转录和表达水平发生变化，进而影响机体多种生理病理过程。表观中DNA甲基化和组蛋白修饰参与了DLBCL的发病过程，但其在DLBCL发生发展中的具体机制尚未完全阐明；表观遗传学药物使DNA甲基化模式和组蛋白的翻译后修饰正常化，但是大多数药物正处于临床试验阶段，其临床疗效以及它们是否能显著改善DLBCL患者的预后还有待证实。

文章引用

木提拜尔·米吉提,李 燕. 表观遗传DNA甲基化和组蛋白修饰在DLBCL中的研究进展
Advances of Epigenetic DNA Methylation and Histone Modifications in DLBCL[J]. 临床医学进展, 2024, 14(01): 1658-1664. https://doi.org/10.12677/ACM.2024.141238

参考文献