克隆性造血液体活检术语标准化:BLOODPAC联盟推动精准诊断新纪元

《Clinical and Translational Science》:Lexicon for Clonal Hematopoiesis in Liquid Biopsy

【字体: 时间:2025年12月28日 来源:Clinical and Translational Science 2.8

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  本综述由BLOODPAC联盟CH/CHIP工作组撰写,系统梳理了克隆性造血(CH)在液体活检(Liquid Biopsy)领域的术语混乱现状,并发布了首个标准化术语集。文章阐明了CH作为疾病风险因子和cfDNA检测干扰源的双重角色,强调了统一术语对推动ctDNA检测从研发到临床应用(如伴随诊断、疗效监测)的至关重要性,为行业标准建立和跨领域交流提供了关键框架。

  
ABSTRACT
历史上,克隆性造血(Clonal Hematopoiesis, CH)一直被视作细胞游离DNA(cell-free DNA, cfDNA)检测中的一个干扰因素。然而,新近证据表明,CH可作为健康风险因子,产生独特的cfDNA来源,并可用于液体活检诊断。尽管如此,标准化方面的差距阻碍了此类诊断从开发到监管批准、通过临床试验直至最终常规应用的进程。2024年,癌症血液图谱(Blood Profiling Atlas in Cancer, BLOODPAC)联盟——一个为液体活检检测开发标准和最佳实践的合作性机构——成立了CH/克隆性造血意义未明(clonal hematopoiesis of indeterminate potential, CHIP)工作组,以解决准确识别和去除液体活检结果中CH的需求。作为支持CH/CHIP结果可解释性的第一步,该工作组开发了本术语集,旨在标准化与CH和液体活检、DNA测序测试、生物标志物及临床使用场景相关的术语,提供统一的词汇,促进该领域内的交流。BLOODPAC的CH/CHIP工作组相信,这些不同利益相关者之间的术语统一能够改善该领域的沟通,并统一未来跨研究的数据收集工作。
1 Introduction
人类造血是长期造血干细胞增殖和分化以产生成熟血细胞的正常过程。当造血干细胞和祖细胞发生体细胞变异时,产生的突变细胞可能获得增殖优势并持续存在于外周血中,这种现象被称为克隆性造血(CH)。CH的早期证据来自显示女性中X染色体失活与年龄相关偏斜的研究,随后发现了与这种偏斜相关的TET2变异。后续使用全外显子组测序(whole-exome sequencing, WES)的群体水平研究进一步描述了CH变异的谱系。
1.1 A Call for Clearer Terminology
CH包含几个临床定义的亚组。为避免歧义,年龄相关克隆性造血(age-related clonal hematopoiesis, ARCH)被用作一个总称,指代在血液中检测到的任何与年龄相关的克隆扩增,包括通过深度测序识别的非常小的克隆。ARCH可在任何类型和大小的克隆中观察到,包括那些具有低变异等位基因频率(variant allele frequency, VAF)的克隆。其中对于诊断目的最值得注意的是CHIP。世界卫生组织(World Health Organization, WHO)采纳的CHIP定义是:存在单个驱动基因突变,体细胞变异的VAF大于2%(对于男性患者的X连锁基因突变≥4%),无血细胞减少,且无任何髓系肿瘤的诊断特征。然而,深度测序研究已在更低的VAF阈值(≥0.008)下识别出CH变异,表明在老年人中几乎普遍存在。总之,所有CHIP都是CH,但并非所有CH都是CHIP,因为CHIP增加了驱动基因标准、VAF阈值以及无血细胞减少、无发育异常、无癌症背景的条件。ARCH是CH的一个与年龄相关的方面;因此,术语CHIP不能与ARCH或CH互换。在此框架下,谱系偏斜的类别,如淋巴样CHIP(L-CHIP)和髓样CHIP(M-CHIP),是根据驱动背景和分别对淋巴样或髓样恶性肿瘤的倾向性定义的CHIP亚型,当它们符合CHIP标准时,可被视为ARCH内的子集。与CH相关的其他癌前状态包括意义未明的克隆性血细胞减少(clonal cytopenia of unknown significance, CCUS)和意义未明的特发性血细胞减少(idiopathic cytopenia of unknown significance, ICUS),它们以不同的频率进展为髓系肿瘤。应该注意的是,由血细胞减少或单核细胞增多定义的实体(例如CCUS、CMUS、CCMUS)包含了血细胞计数异常,是沿CH到髓系肿瘤连续统中相关但不同的临床状态。与CH(根据定义缺乏无法解释的血细胞减少)相反,CCUS的定义是存在CH和持续性(持续时间≥4个月)、无法解释的一种或多种血细胞减少。如果存在持续性无法解释的血细胞减少但没有CH体细胞突变(如果检测到,则代表CCUS),则建议诊断为ICUS。围绕CH及相关癌前状态(包括CH、ARCH、CHIP、L-CHIP、CCUS、意义未明的克隆性单核细胞增多(clonal monocytosis of undetermined significance, CMUS)和意义未明的克隆性血细胞减少及单核细胞增多(clonal cytopenia and monocytosis of undetermined significance, CCMUS)的术语最近已被评述。
在分子水平上,CH由表观遗传修饰基因(DNMT3A, TET2, ASXL1)、RNA剪接基因(SF3B1, SRSF2, U2AF1)、信号传导基因(JAK2)和DNA损伤应答基因(TP53, PPM1D, BRCA1, BRCA2, ATM)中的变异驱动。此外,CH可能由嵌合染色体改变(mosaic chromosomal alterations, mCAs)引起,即结构性变化,如染色体缺失、增益或拷贝中性杂合性丢失。这些包括常染色体mCAs和性染色体丢失(例如,Y或X染色体丢失),这两者都随着年龄增长而更普遍。当通过单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)阵列识别时,mCAs被称为“可检测的克隆嵌合体”。这些术语经常被混用,并跨越诊断类别使用,导致该领域出现显著混淆。用于描述VAF高于2%且具有DTA(DNMT3A, TET2, ASXL1)基因中特定突变集的CHIP经典术语,对于观察到的完整生物学谱系而言是模糊的。
这些CH相关变异的发生和扩增受多种因素影响,包括年龄增长、男性性别、吸烟、既往细胞毒性治疗、种系变异和环境暴露。CH在癌症患者中的患病率增加,尤其是在接触化疗或放疗后,这可能导致CH变异被错误分类为肿瘤来源,从而影响治疗决策。CH也与几种健康状况的风险增加相关。
1.2 Understanding CH in Liquid Biopsy
在液体活检检测中,循环细胞游离DNA(cfDNA)主要由通过凋亡和坏死释放到血流中的核小体DNA片段组成。大多数cfDNA来源于造血细胞,包括白细胞、红系祖细胞、内皮细胞和肝细胞。肿瘤来源的cfDNA,称为循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA),对于癌症的检测和监测具有临床重要性。鉴于cfDNA的造血起源,CH通常作为cfDNA分析中的偶然发现出现,构成一个显著的干扰因素,可能被误解为肿瘤来源的体细胞变异。这种错误分类可能导致对肿瘤负荷的不准确评估、不适当的治疗决策和假阳性筛查结果,凸显了准确区分CH与肿瘤来源变异的必要性。在基于变异的ctDNA监测研究中,未能区分CH变异会显著影响结果解读。
实验室采用直接、间接或组合的方法来区分种系、CH来源和肿瘤来源的变异。直接方法,例如对白细胞或棕黄层(buffy coat)的DNA进行测序,能有效识别种系和CH变异,从而分离出真正的肿瘤来源体细胞变异。例如,一项前列腺癌研究报告称,19%的患者血浆cfDNA中存在CH变异,包括DNA修复基因(例如ATM, BRCA2, CHEK2),这可能错误地表明其符合聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly-adenosine diphosphate ribose polymerase, PARP)抑制剂的 eligibility。类似地,Magee等人在一个大型癌症患者队列(n=16,812)中发现DNA修复基因中频繁出现CHIP变异。在髓系和淋巴样癌症中,对匹配的唾液、指甲来源的DNA或成纤维细胞培养物进行测序,可以识别种系和真正的体细胞变异。间接方法在匹配的对照测序数据不可用时,使用生物信息学算法来推断CH来源的体细胞变异。
CH变异同样使肿瘤组织的全面基因组分析(comprehensive genomic profiling, CGP)复杂化。携带CH变异的免疫细胞通常浸润肿瘤,导致这些变异可能被错误分类为肿瘤来源。近一半(49.7%)的CH变异被OncoKB分类为致癌或可能致癌,其中一些与美国食品药品监督管理局(U.S. Food and Drug Administration, FDA)批准或研究中的疗法相关,这强调了未被识别的CH变异所带来的临床风险。
反映这些挑战的是,临床指南已经演进,认识到CH是一个显著的干扰因素,尤其是在化疗后,当KRAS和TP53等基因中的CH变异可能影响非小细胞肺癌等癌症中ctDNA的解读时。既然已经确立了CH是液体活检测试中的一个干扰因素,以及该领域用于描述造血过程的过多术语,建立一致的术语对于在液体活检测试中有效沟通这一现象至关重要。更重要的是,用于准确识别和区分CH变异与肿瘤来源变异的稳健方法,对于可靠的临床决策和液体活检检测结果的准确解读越来越重要。
2 Development of a Standardized Lexicon
癌症血液图谱(BLOODPAC)CH/CHIP工作组的启动会议于2024年7月举行。成立该工作组的首要步骤是召集一组代表体外诊断制造商、制药公司、生物技术公司、学术机构和政府组织的关键BLOODPAC成员。该工作组包括34名成员,代表20家公司和组织。
工作组就共同目标达成一致,即标准化围绕CH的术语和定义,包括其作为生物标志物的分类标准,并标准化检测CH可能采用的方法概念(例如匹配的棕黄层、算法、基因频率等)。
在目标与假设达成一致后,成员每两周开会一次,讨论并定义术语集的拟议术语。CH/CHIP工作组的术语集最初由成员“提名”了82个术语。然后根据以下指导原则将名单精简至最终的23个主要术语(包含替代术语):
  1. 1.
    在该领域存在歧义。
  2. 2.
    在其它专业(例如血液学)中技术性使用,并具有针对CH的既定定义。
  3. 3.
    先前发布的BLOODPAC术语集中使用的术语。
对于每一项原则,目标要么是将术语集与一个易于理解的概念对齐,并将该概念等效地应用于CH,要么是专门在该领域内狭义地定义该概念。这一过程允许在新定义的背景下采用一种简约的方法,从而只有最模糊或负载过重的术语才被工作组重新定义。
在应用这些概念时,汇集了跨不同治疗和应用领域的广泛术语列表。然后每个术语都通过上述框架进行定义,并酌情引用或创建定义。在需要创建定义的情况下,团队侧重于通用讨论中的实用性。这些术语必须可用于描述CH研究、分析发现或临床评估的特定方面。
为了解决不同学科间术语的差异,我们的CH术语集包含了替代术语,承认经常使用不同的术语来描述相同的概念。这种方法旨在减少歧义,促进更好的跨学科交流,并确保关键利益相关者的清晰度。
该术语集于2024年底通过Q-submission流程作为预提交(Pre-Submission)提交给FDA,以请求正式的书面反馈,随后举行会议。该术语集还经过了美国病理学家协会(College of American Pathologists, CAP)和分子病理学协会(Association for Molecular Pathology, AMP)的审查。所有反馈均已纳入表2所示的最终术语集。
3 Concluding Remarks
在过去的十年中,我们对CH现象的理解呈指数级增长。科学界的共识已经从认为这些变异仅存在于已诊断的血液肿瘤背景下,转变为认识到白细胞中的体细胞变异出现在广泛健康和疾病生物状态谱系中。这主要归功于高通量DNA测序技术的兴起以及随后在患病人群和普通人群中进行的群体水平筛查研究。由于测序数据的大量涌入,现在可以更好地掌握CH的生物学及其在疾病中的自然史。尽管如此,用于描述CH的生物学、病理学和演变的术语常常相互矛盾或重叠,导致CH研究和临床环境中出现显著混淆。本术语集旨在应对这些关键挑战,并推动形成一套更统一、更广泛接受的、供临床医生、研究人员以及诊断和治疗产品开发者使用的术语。
虽然本出版物的主要目标是定义一系列关键术语,作为未来CH研究和讨论的基础,但大家普遍理解相关术语列表将继续扩展。关键的是,随着单细胞测序技术的兴起,人们对体细胞变异的性质及其在各种人类细胞类型中广泛存在的普遍认识发生了显著演变。这些变异中的许多从肿瘤学角度来看会被经典地认为是致病性或“驱动”变异,但它们并不存在于肿瘤细胞中。这两种体细胞变异的来源都贡献并影响了循环血浆中存在的细胞游离DNA的混合物。该领域在此处对细胞类型来源的描述需要显著改进,最好在后续工作中进行。为了推动这一对话,术语集使用了“肿瘤来源体细胞突变”和“非肿瘤来源体细胞突变”来广泛捕捉这些概念,但可以理解的是,许多组织类型可能向循环cfDNA的基因组环境贡献体细胞变异。
在一个针对携带特定基因组改变的肿瘤的靶向治疗不断扩大的世界中,理解体细胞突变的来源以及针对它的药物干预是否能达到预期效果变得至关重要。此外,当使用基因组改变来筛查或诊断疾病时,基于组织来源准确分配起源和病理状态,对于开发基于这些检测结果的诊断测定法和临床干预措施至关重要。因此,在未来该领域的发展中,需要一种更清晰的方式来讨论血液或血浆检测中的CH和非癌症体细胞变异。
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