伊马替尼(Imatinib)诱导骨髓生成并增强宿主抗微生物免疫

　　伊马替尼（Imatinib）抑制 Abl1、c-Kit 和相关的蛋白酪氨酸激酶 (PTK)，可作为慢性粒细胞性白血病和胃肠道间质瘤的治疗剂。伊马替尼（Imatinib）还具有对抗各种病原体的功效，包括致病性分枝杆菌，它可以减少小鼠体内的细菌负荷，尽管剂量低于用于治疗癌症的剂量。我们报告说，如此低剂量的伊马替尼出人意料地诱导骨髓中造血干细胞和祖细胞的分化，增加骨髓生成但不增加淋巴细胞生成，并增加血液和脾脏中骨髓细胞的数量。祖细胞分化依赖于伊马替尼对 c-Kit 的部分抑制，而谱系定型依赖于其他 PTK 的抑制。因此，伊马替尼模仿“紧急造血，” 对感染的生理性先天免疫反应。通过过继转移增加中性粒细胞数量足以减少分枝杆菌负荷，而伊马替尼减少了弗朗西斯菌属，它不利用伊马替尼敏感的 PTK 进行发病机制。因此，低剂量伊马替尼增强免疫反应可能有助于清除多种微生物病原体。

　　几条证据表明，本研究中使用的低剂量伊马替尼（Imatinib）可激活休眠的 HSC，从而迅速分化为 MPP 和成熟的骨髓细胞。低水平的伊马替尼不会导致 HSC 的积累，也不会增加它们的可移植性。然而，该药物减少了受感染小鼠中 HSC 和 MPP1 和 MPP2 的积累。表明该药物促进早期干细胞和祖细胞向分化程度更高的细胞类型的流动。

　　这里提供的数据表明，c-Kit 的部分抑制可能导致 HSC 和/或 MPP 的扩增，但不会导致它们的分化。因此，低剂量的抗 c-Kit mAb ACK2 增加了骨髓和淋巴来源的细胞数量。而伊马替尼（Imatinib）似乎既能扩增 HSCs 和 MPPs，又能将 MPPs 主要导向骨髓谱系。HSC 表达 c-Kit，而 c-Kit 配体既能促进 HSC 的自我更新，又能维持静止。根据我们的观察，可动员 HSC 并增强粒细胞生成的 G-CSF还诱导产生切割 c-Kit 及其配体的蛋白酶，从而降低 c-Kit 活性。最后，具有试剂盒调节剂 (C57BL/6J-KitW-sh)突变的小鼠在骨髓和外周中性粒细胞中显示出增加的髓细胞数量。然而，由于这些小鼠含有超过 30 种其他突变，因此无法将这些影响直接归因于 c-Kit。

　　最近的移植实验强调了 c-Kit 表面表达和信号水平在调节 HSC (c-Kitlo) 与其分化 (c-Kithi) 的自我更新中的重要性，c-Kitlo细胞产生 c -Kithi细胞，但反之亦然。c-KithiHSCs 反过来支持长期淋巴-骨髓移植，尽管它们表现出对巨核细胞谱系的偏向。我们使用低剂量 ACK2 抗体的数据表明，c-Kit 的部分抑制可能控制活化的 HSC 向 MPP 的转变和 MPP 的扩增。然而，观察到低剂量的 ACK2 抗体诱导骨髓和淋巴细胞增加，这表明伊马替尼的谱系测定受 c-Kit 以外的激酶调节。在这方面，PDGFR（也是伊马替尼靶点）的抑制与巨核细胞的分化有关。伊马替尼（Imatinib）可能通过抑制淋巴分化或增强髓系分化来引起髓系细胞的分化，可能是通过对 MPP 远端淋巴-髓系祖细胞的影响。

　　最后，虽然 MPPs 和成熟骨髓细胞在 66 和 200mg/kg/d 的剂量下在骨髓中积累很明显，但骨髓细胞在血液中的积累仅在较低的剂量下发生。在用 66mg/kg/d 处理的动物的骨髓中成熟中性粒细胞上，CXCR2 的表面表达增加，这与迁移出骨髓的能力增加一致。值得注意的是，即使有感染，与低剂量相比，高剂量外周的骨髓细胞明显减少。因此，虽然低剂量的伊马替尼（Imatinib）促进骨髓细胞外流，但高剂量似乎抑制了这一过程。

　　66mg/kg/d 的伊马替尼（Imatinib）剂量似乎在三个不同的步骤中调节造血：(i) HSC 和 MPP 的通量，(ii) 骨髓成熟但不是淋巴祖细胞的成熟和 (iii) 成熟骨髓细胞迁移到血液和外围器官。在较高剂量 (200mg/kg/d) 下，迁移似乎受到抑制。在所有这些方面，66mg/kg/d 剂量的伊马替尼模拟“紧急造血”，这是对感染的自然反应，导致循环骨髓细胞数量增加，特别是单核细胞和中性粒细胞。值得注意的是，在最佳剂量下，伊马替尼对骨髓生成的影响似乎比感染时更明显。

　　伊马替尼（Imatinib）半衰期的差异（小鼠约 1.5 小时与人类约 15 小时）排除了两个物种之间应用剂量的直接比较，但是，可以通过考虑药物的稳态水平进行比较。在小鼠中，剂量为 66mg/kg/d 的伊马替尼在血清中产生约 57ng/ml (约 100nM) 的稳态水平，这相当于在接受最小临床剂量伊马替尼治疗的 CML 患者中观察到的水平的不到 5% 400mg QD（~1500ng/ml 谷至 3000 峰，或 2.5–5μM）。因此，在小鼠体内和体外培养的鼠和人骨髓细胞中观察到增加的骨髓生成。在目前为 CML 患者规定的剂量下可能不明显。事实上，骨髓抑制最常与剂量高于 400 毫克 QD 或与人长期服用该药物有关。然而，值得注意的是，在极少数情况下，GIST 患者会出现称为 Sweet 综合征的皮疹，其特点是局部中性粒细胞增多。停药后皮疹减轻。感染 Sweet 综合征的个体仍有可能不遵守治疗方案，或快速代谢伊马替尼，这两种情况都可能导致血液中药物水平降低。此外，Druker 及其同事在他们对伊马替尼（Imatinib）的初步临床研究中指出，由于白细胞或血小板计数升高，分配接受 25、50 或 85 mg 伊马替尼 QD 的患者中有一半在两个月内从研究中移除，这需要议定书禁止的治疗。尽管由于潜在的白血病而不确定，但这些剂量处于我们预期可能导致骨髓生成诱导的上限，并且与我们的数据一起显示，在 5-50 nM 浓度的人骨髓中 CFC 数量增加，表明这种效应在人类身上会很明显，这是我们目前正在测试的前景。

　　我们的研究结果提出了伊马替尼（Imatinib）可能有助于治疗与中性粒细胞稳态失调相关的几种疾病的可能性，这会导致严重感染的风险增加。这些包括遗传性疾病，例如周期性中性粒细胞减少症、癌症、自身免疫性疾病、微生物感染和骨髓抑制性化疗药物。G-CSF 的给药通过刺激骨髓中中性粒细胞的产生及其迁移到血液中来减轻各种条件下的中性粒细胞减少症。然而，G-CSF 与针对感染的有害结果有关。例如，G-CSF 减弱辅助性 T 细胞反应并增加调节性 T 细胞反应，并概括了以高水平沙门氏菌排泄和过度炎症为特征的“超级脱落”表型。相比之下，伊马替尼（Imatinib）具有相反的效果，导致细菌负荷减少、调节性 T 细胞反应减少和抗原呈递增加。不同之处可能在于伊马替尼诱导骨髓生成和所有骨髓细胞的总体增加，而 G-CSF 仅诱导粒细胞生成和中性粒细胞增多，或者，G-CSF 对其他细胞类型有额外的影响。因此，伊马替尼可能对患有中性粒细胞减少症的患者有用，并且比 G-CSF 具有更少的有害副作用，这是我们目前正在测试的前景。

　　总之，我们证明了伊马替尼（Imatinib）对骨髓生成的令人惊讶的免疫刺激作用，这部分依赖于 c-Kit 并以亚临床剂量发生。这些观察结果对使用伊马替尼作为针对中性粒细胞减少症和感染性病原体的免疫刺激治疗具有重要意义，包括那些不利用宿主伊马替尼敏感激酶进行发病的病原体。微信扫描下方二维码了解更多：