[研究背景]急性髓系白血病是一类起源于造血干细胞的恶性克隆性疾病,是一个具有高度异质性的疾病群。除少数特殊类型的急性髓系白血病能长期存活外,大部分急性髓系白血病患者长期生存率低,预后不佳,临床上,年龄、初诊时的白细胞及血小板水平、异常复杂核型等因素均为初诊急性髓系白血病患者的预后指标。急性早幼粒细胞白血病是急性髓系白血病的一种特殊亚型,由于全反式维甲酸及砷剂的应用,这一类型白血病预后非常好,但早期死亡及复发仍是威胁患者长期生存的重要原因。随着分子技术的不断发展,发现多种分子生物学改变可影响急性髓系白血病患者的预后。一些分子标记(如FLT3、NPM1、CEBPA、c-KIT等)对于初诊急性髓系白血病的风险评估和预后非常重要,甚至可以作为治疗决策的重要参考指标。半乳凝集素-3(Galectin-3)由LGALS3(14q21-22)基因编码,是半乳凝集素(Galectin)家族的成员之一,包括三个结构域：NH2末端结合域、糖结构识别域、一个特有的富含甘氨酸、脯氨酸及酪氨酸重复序列的结构域,Galectin-3在体内参与多种生理和病理过程,包括调节细胞生长和凋亡、介导细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的黏附、参与肿瘤新生血管形成和肿瘤浸润与转移等,在肿瘤的发生、发展及转移中起重要作用。Glectin-3由正常细胞及肿瘤细胞分泌,在血清及血浆中均可检测到,转移性肿瘤患者血清中Galectin-3浓度要明显高于局部肿瘤,目前Galectin-3被认为可作为评估恶性肿瘤病情的重要指标。Galectin-3在许多实体肿瘤上高表达,可导致患者对化疗药物敏感性差、治疗后易复发、生存率低、生存期短、预后差,因此可作为许多实体瘤包括甲状腺癌、胃癌、结肠癌、乳腺癌等的预后指标。与其他类型的Galectin分子不同,Galectin-3是半乳凝集素家族中唯一的抗凋亡蛋白,其抗凋亡作用可能通过调节PI3K/AKt信号通路、增强AKt下游抑凋亡因子NF-KB的活性来发挥。最新研究表明Galectin-3可以提高肿瘤细胞对内皮细胞的侵袭性,促进肿瘤血管新生,在骨髓中为白血病细胞提供庇护,其高表达可以抑制白血病细胞凋亡,诱导白血病细胞耐药的发生。近年来国外研究发现在多种血液恶性肿瘤中存在Galectin-3的高表达,且与疾病的预后密切相关,国外研究发现非霍奇金淋巴瘤(NHL)患者血清中Galectin-3蛋白水平明显增高,体内外研究表明在弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)、原发性渗出性淋巴瘤(PEL)及多发性骨髓瘤患者及相应细胞株中均有Galectin-3蛋白的高表达,其高表达可通过抗Fas诱导的细胞凋亡,从而在肿瘤细胞免疫逃避机制中发挥重要作用；另外Galectin-3在慢性髓系白血病(CML)中高表达可增强白血病细胞的增殖与趋化能力,诱导白血病细胞耐药；Cheng et al在280例急性髓系白血病(AML)中检测Galectin-3 mRNA表达水平,发现Galectin-3表达是AML的独立预后指标之一。随着Galectin-3在血液系统肿瘤中的深入研究,以Galectin-3为治疗靶点的抗肿瘤药物的研究也在在广泛进行中；从柑橘果胶中提取的GCS-100作为Galectin-3拮抗剂,在多发性骨髓瘤、淋巴瘤及慢性淋巴细胞白血病等疾病的治疗中发挥出了令人兴奋的作用,目前正在进行各阶段的临床药物实验,研究显示该药物无明显毒性,在体内作用更加显著,可以促进T细胞的发育和通过免疫系统来对抗肿瘤细胞,可以与传统化疗药物或其他分子靶向药物联合应用以避免多药耐药的发生,让许多复发难治性血液肿瘤的患者看到了希望。而在国内尚无任何有关Galectin-3与血液肿瘤相关性的报道,对于Galectin-3与急性早幼粒细胞白血病的相关性研究在国际上至今仍是空白。[研究目的]本研究探讨Galectin-3与急性髓系白血病包括急性早幼粒细胞白血病的相关性,旨在寻找新的分子预后指标,完善急性髓系白血病的分子生物学预后体系,为初诊急性髓系白血病治疗方案的选择提供帮助,为日后急性髓系白血病的生物靶向性治疗提供新的思路。[研究方法]1、研究对象选择298例初诊非M3型急性髓系白血病患者、108例初诊急性早幼粒细胞白血病患者为研究对象,疾病的诊断及分型依据英法美(FAB)协作组及世界卫生组织(WHO)对AML的分型诊断标准,严格遵照纳入及排除标准。另外选择30例正常人作为对照组。2、血清Galectin-3蛋白测定采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测患者及正常人血清中Galectin-3蛋白表达水平操作步骤严格按照ELISA试剂盒说明书进行。3、临床资料的回顾性分析对所有患者初诊时及序贯性治疗的病例资料进行回顾性分析,比较Galectin-3蛋白表达与临床特征、临床分期、实验室检查结果及治疗效果的关系。4、患者随访住院序贯性治疗的患者以其住院资料作为随访依据,结束治疗的患者院外随访多数通过电话,少数采用走访。非M3型急性髓系白血病研究组平均随访期为25.8个月,急性早幼粒细胞白血病研究组平均随访期为30.3个月。5、统计学分析采用SPSS20.0软件进行统计学分析,两组间均数比较采用t检验；率的检验采用卡方检验(样本量少时采用Fisher确切概率检验)；不同变量的相关性分析采用Spearman秩相关分析法；生存分析采用Kaplan-Meier方法,单因素分析采用log-rank检验,多因素分析采用Cox比例风险模型；以P<0.05为差异有统计学意义。[研究结果]1、血清Galectin-3蛋白的表达情况非M3型急性髓系白血病患者血清Galectin-3蛋白表达水平明显高于正常人(5.40±4.31 vs 2.21±1.84 ng/ml;P<0.001),其中在M5型患者中表达量最高,M1型表达量最低；急性髓系白血病完全缓解期Galectin-3蛋白水平明显下降(P<0.001),复发时Galectin-3表达水平明显增高(P=0.048),但复发与初诊时比较无明显差异。急性早幼粒细胞白血病患者血清Galectin-3蛋白表达水平明显高于正常人(4.09±2.25 vs 2.21±1.84 ng/ml;P<0.001),但显著低于非M3型急性髓系白血病患者(P=0.003)。2、Galectin-3表达水平与患者临床特征及实验室指标的相关性在非M3型急性髓系白血病研究组中,Galectin-3高表达者年龄较大(P<0.001),血清乳酸脱氢酶(LDH)水平较低(P=0.036),细胞遗传学异常更常见(P=0.032),CEBPA双突变发生率较低(P=0.016)。但在性别、初诊时外周血白细胞数量、血红蛋白水平、血小板水平、血清铁蛋白、骨髓原始细胞比例、其他分子学异常包括AML1/ETO、FLT3-ITD、NPM1、c-KIT、FLT3-TKD及WT1方面,不同水平表达组之间无显著差异。在急性早幼粒细胞白血病研究组中,Galectin-3高表达组患者年龄较大(P<0.001),多伴银屑病病史(P=0.036),初诊时易合并血凝机制异常(P=0.042),且与CD34表达呈正相关(P=0.004)。3、Galectin-3表达水平与患者临床预后的相关性在非M3型急性髓系白血病研究组中,Galectin-3高表达组患者CR率显著降低(57.1% vs 80.2%；P=0.001),1年的OS率亦显著降低(66.2% vs 88.5%；P=0.002),1年的累积复发率显著增高(P=0.001)；但两组在PR率、诱导死亡率及3年的累积复发率上无明显差异(P>0.05),3年的OS率亦无明显差异(26% vs 28.5%；P=0.75)。生存曲线提示Galectin-3高表达组生存期明显短于低表达组(P=0.009),在正常核型的患者中,这种差异更加显著(P=0.005)。研究还发现在AML1/ETO阳性患者中Galectin-3高表达可能提示疾病预后不良。研究中构建了包括年龄、初诊时白细胞、Galectin-3、染色体核型、分子学异常(AML1/ETO、NPM1/FLT3-ITD、c-KIT、CEBPA、FLT3-TKD、WT1)在内的Cox风险比例模型。通过多因素Cox回归分析提示Galectin-3高表达是非M3型急性髓系白血病患者OS的独立的不利因素(hazard ratio (HR) 1.81,95% confidence interval(CI) 1.233-2.658;P=0.002),对于正常核型患者,Galectin-3高表达仍是影响OS的独立的不利因素(hazard ratio (HR) 2.031,95% confidence interval(CI)1.337-3.085;P=0.001)。根据Cox比例风险模型的结果,构建了包括年龄、初诊时白细胞、染色体核型、Galectin-3,NPM1/FLT3-ITD, CEBPAdouble-mutation,c-KIT和WT1突变这8个预后因素在内的多因素风险评分系统,然后对患者进行综合评分,不同评分组之间预后均有明显差异(P<0.001)在急性早幼粒细胞白血病研究组中,Galectin-3高表达组的1年RFS率较低表达组显著降低(86.9% vs 96.2%；p=0.04)。尽管Galectin-3高表达组患者CR率低(83.7% vs 91.2%)、诱导死亡率高(14.3% vs 7.0%)、随访期内复发率高(18.4% vs 5.3%),但两组间差异均无统计学意义(P>0.05)。生存曲线提示Galectin-3高表达组的中位OS(P=0.028)及中位RFS(P=0.001)较低表达组明显缩短。高表达组累积复发率显著高于低表达组(P=0.02),然而两组间的累积死亡率无明显差异(P=0.209)。同时,患者按血清Galectin-3四分位点进行分组,生存曲线提示Galectin-3过高或过低表达均预后不佳。另外,研究还分析了其他变量与预后的相关性,发现年龄、CD34表达、CD56表达均与1年RFS率呈显著负相关,CD2表达与CR率呈显著负相关,与诱导死亡率呈显著正相关。[研究结论]Galectin-3蛋白在急性髓系白血病包括急性早幼粒细胞白血病患者血液中高表达,且与临床及实验室多种预后不良指标相关,非M3型急性髓系白血病患者初诊时、完全缓解后及复发时Galectin-3水平有明显差异,提示Galectin-3有望成为非M3型急性髓系白血病疗效判断、检测微小残留病灶、预测复发的指标。Galectin-3蛋白高表达者对治疗反应差、生存期短、预后不佳。多因素分析提示,无论是非M3型急性髓系白血病还是急性早幼粒细胞白血病,血清Galectin-3均可作为独立的预后评估指标,对于白血病的预后评估潜力巨大。血清Galectin-3有可能成为急性白血病患者可靠的预后评估指标以及潜在的治疗靶点。