WT1
WT1(Wilms Tumor 1),编码一种具有四个锌指结构的转录因子,对泌尿生殖系统(肾脏和性腺)的胚胎发育至关重要。作为肿瘤学中著名的“双面人”,WT1 的角色高度依赖于组织环境:在肾母细胞瘤 (Wilms Tumor) 中,它通常作为典型的肿瘤抑制基因发生失活突变;而在急性髓系白血病 (AML) 和多种实体瘤(如卵巢癌、胶质瘤)中,它却表现为癌基因特征,呈高表达状态并促进细胞增殖。由于其在多种恶性肿瘤中特异性高表达而在正常成体组织(除足细胞等少数组织外)中低表达,WT1 被美国国家癌症研究所 (NCI) 列为优先度极高的癌症免疫治疗抗原。
分子机制:锌指结构与异构体平衡
WT1 蛋白的 C 端包含 4 个 C2H2 型锌指结构域,负责 DNA/RNA 结合;N 端则富含脯氨酸和谷氨酰胺,负责转录调节。其功能的复杂性主要源于两种关键的可变剪接事件:
- KTS 插入 (+/- KTS): 在第 3 和第 4 个锌指之间插入 3 个氨基酸(赖氨酸-苏氨酸-丝氨酸,KTS)。
- -KTS 型: 主要定位于核仁外,作为经典的转录因子,结合 DNA 启动子调控基因(如 EGFR, PDGF-A)的表达。
- +KTS 型: 亲和力偏向 RNA,常与剪接因子共定位,参与转录后 RNA 加工。维持 +KTS/-KTS 的比例平衡对性腺发育至关重要。
- Exon 5 插入: 影响 N 端抑制域的功能。
- 双重活性: 依据细胞环境和辅因子的不同(如 BASP1 或 Par-4),WT1 既可以是转录激活子,也可以是转录抑制子。在白血病中,WT1 常通过抑制抑癌基因(如 CDH1)或激活抗凋亡基因(如 BCL2)来发挥促癌作用。
临床景观:从肾脏到血液
WT1 的临床意义在实体瘤和血液肿瘤中截然不同,且涉及特定的遗传综合征。
| 疾病类型 | 变异/表达 | 临床特征 |
|---|---|---|
| 肾母细胞瘤 (Wilms Tumor) | 失活突变 / 缺失 | 儿童最常见的肾脏恶性肿瘤。约 10-20% 的病例存在 WT1 突变。若伴有 11p13 缺失则导致 WAGR 综合征(Wilms瘤, 无虹膜, 泌尿生殖异常, 智力迟滞)。 |
| 急性髓系白血病 (AML) | 过度表达 / 突变 | WT1 在 >90% 的 AML 中高表达,是检测微小残留病 (MRD) 的重要分子标志物。约 10% 的 AML 携带 WT1 突变,通常提示预后不良,易复发。 |
| Denys-Drash 综合征 (DDS) | 错义突变 (锌指区) | 主要特征为严重的肾小球硬化(早发肾衰)、假两性畸形和高风险的 Wilms 瘤。突变通常导致 DNA 结合能力丧失但保留显性负效应。 |
| Frasier 综合征 | 剪接位点突变 (Intron 9) | 特异性导致 +KTS 异构体减少,破坏 +/-KTS 平衡。表现为性腺发育不全(XY 女性)和局灶节段性肾小球硬化,性腺母细胞瘤风险高。 |
治疗策略:免疫治疗的理想靶点
由于 WT1 是转录因子,位于细胞核内,传统的单克隆抗体无法触及。因此,治疗策略主要集中在能够识别胞内抗原的免疫疗法上。
- WT1 肽疫苗: 如 Galinpepimut-S (GPS)。
*机制:利用 WT1 的特定多肽片段(如 HLA-A*02:01 限制性表位)免疫患者,激活体内的 CD8+ 和 CD4+ T 细胞,使其识别并杀伤高表达 WT1 的白血病细胞或实体瘤细胞。目前在 AML 维持治疗和间皮瘤中进行 III 期临床试验。 - TCR-T 疗法:
利用基因工程技术修饰 T 细胞,使其表达高亲和力的 WT1 特异性 TCR(T 细胞受体)。这些 TCR 能识别肿瘤细胞表面 HLA 分子呈递的 WT1 肽段。这被认为是攻克实体瘤(如卵巢癌、肺癌)和复发性 AML 的前沿手段。 - 双特异性抗体 (TCR-mimic antibodies):
开发能够识别 "HLA-WT1肽" 复合物的特殊抗体,模拟 TCR 的识别功能,引导免疫细胞杀伤肿瘤。
关键关联概念
- WAGR 综合征: 11p13 区域大片段缺失,包含 WT1 和 PAX6。
- MRD (微小残留病): AML 治疗后监测 WT1 转录本水平是预测复发的黄金指标。
- 肿瘤相关抗原 (TAA): WT1 因其肿瘤特异性高表达而被评为顶级 TAA。
- 足细胞 (Podocyte): 成人体内极少数高表达 WT1 的正常细胞,是蛋白尿相关肾病的靶细胞。
学术参考文献与权威点评
[1] Call KM, et al. (1990). Isolation and characterization of a zinc finger polypeptide gene at the human chromosome 11 Wilms' tumor locus. Cell.
[学术点评]:发现性文献。成功克隆了位于 11p13 的 WT1 基因,证实其编码锌指蛋白,解开了肾母细胞瘤遗传基础的谜团。
[2] Sugiyama H. (2010). WT1 (Wilms' tumor gene 1): biology and cancer immunotherapy. Japanese Journal of Clinical Oncology.
[学术点评]:杉山治夫教授是 WT1 免疫治疗的先驱。该综述详尽阐述了 WT1 作为泛癌种免疫靶点的生物学基础及疫苗开发的早期成果。
[3] Pelletier J, et al. (1991). Germline mutations in the Wilms' tumor suppressor gene are associated with abnormal urogenital development in Denys-Drash syndrome. Cell.
[学术点评]:确立了 WT1 生殖系突变与 Denys-Drash 综合征的因果关系,揭示了 WT1 在泌尿生殖发育中的关键作用。
[4] Chapuis AG, et al. (2013). Transferred WT1-reactive CD8+ T cells can mediate antileukemic activity and persist in post-transplant patients. Science Translational Medicine.
[学术点评]:过继性细胞免疫治疗的重要突破。证明了体外扩增的 WT1 特异性 T 细胞回输给患者后能持久存在并发挥抗白血病效应。
[5] Döhner H, et al. (2017). Diagnosis and management of AML in adults: 2017 ELN recommendations. Blood.
[学术点评]:临床指南。正式将 WT1 突变列为 AML 风险分层的重要分子标志物,并强调了 WT1 表达量在 MRD 监测中的作用。