《Nature Medicine》：Molecular predictors of minimal residual disease in newly diagnosed multiple myeloma treated with quadruplet therapy
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联合抗CD38抗体（anti-CD38 antibodies）、免疫调节药物（immunomodulatory drugs，IMiDs）、蛋白酶体抑制剂（proteasome inhibitors，PIs）和地塞米松（dexamethasone）的四联疗法（q
联合抗CD38抗体（anti-CD38 antibodies）、免疫调节药物（immunomodulatory drugs，IMiDs）、蛋白酶体抑制剂（proteasome inhibitors，PIs）和地塞米松（dexamethasone）的四联疗法（quadruplet therapy）现已成为新诊断多发性骨髓瘤（newly diagnosed multiple myeloma，NDMM）的标准诱导治疗。然而，治疗反应具有异质性，需要分子预测因素以指导早期治疗决策。研究人员对来自MIDAS队列的423例NDMM患者肿瘤样本进行了整合基因组、转录组和表观基因组图谱分析，以表征分子异质性及其与伊沙妥昔单抗（isatuximab）、卡非佐米（carfilzomib）、来那度胺（lenalidomide）和地塞米松（dexamethasone）（Isa-KRd）四联诱导后可测量残留病（measurable residual disease，MRD）的关联。诱导后MRD阴性率在基因表达亚型间显著不同，HP1/HP3和MS组较MF和CD2亚型显示更优反应。B细胞分化与MRD阳性相关，而增殖和MYC程序与MRD阴性相关。这些MRD相关转录组特征在CASSIOPEIA队列中得到独立验证。全基因组测序（whole-genome sequencing，WGS）揭示了已知（APOBEC突变生成、染色体碎裂（chromothripsis））和新的基因组不稳定性表型，并在MMRF队列中验证。识别出新的驱动改变，并在三个多发性骨髓瘤外部队列（MMRF、MANHATTAN和CASSIOPEIA；1,451例）中独立验证。基因组不稳定性特征及驱动基因如CCND1和MYC与不同MRD结局相关。DNA甲基化图谱分析识别出九个与MRD相关的亚组，其特征在于静息染色质低甲基化程度以及驱动易位的顺式/反式特征。整合基因组、转录组和表观基因组特征的多模态随机森林模型预测诱导后MRD状态，曲线下面积（area under the curve，AUC）为0.77，优于临床和基因组模型，同时相对于转录组和表观基因组模型提供可比区分度和改善的校准。这些发现定义了与Isa-KRd反应相关的NDMM多组学分类。ClinicalTrials.gov标识符：NCT04934475。
多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是一种遗传和临床异质性浆细胞恶性肿瘤。大规模基因组研究已描绘驱动突变、易位和拷贝数变异（copy number alterations，CNAs）图谱，其中若干与临床结局相关。突变特征分析进一步揭示MM基因组不稳定性的关键过程，包括APOBEC介导的突变生成和染色体碎裂（chromothripsis），并在高风险疾病中富集。转录组分析定义了可重复的基因表达亚组，反映IGH易位和超二倍体等起始遗传事件，同时捕捉与高风险相关的精细功能特征。全基因组DNA甲基化研究显示MM存在广泛而异质的表观遗传重塑，促进转录可塑性并与临床结局相关。基因组、转录组和甲基化组代表互补的分子维度，可共同揭示MM发病机制和患者分层。然而，在大型、前瞻性收集的临床试验队列中，涵盖上述三个分子层面的整合分析仍缺乏。鉴于NDMM治疗格局快速演变，这一缺口尤为重要。联合抗CD38抗体、蛋白酶体抑制剂（PIs）、免疫调节药物（IMiDs）和地塞米松的四联方案已成为NDMM新的标准诱导治疗，在3期试验中改善无进展生存（progression-free survival，PFS）且高效，尤其在高风险患者中。因此，需要在新的标准治疗背景下重新评估临床结局的分子决定因素。MIDAS（Minimal Residual Disease Adaptive Strategy）试验是一项随机、开放标签、3期研究，根据统一Isa-KRd诱导后可测量残留病（measurable residual disease，MRD）状态调整巩固和维持策略。MRD通过深度测序或流式细胞术评估，已成为治疗反应的敏感标志和与NDMM中PFS及总生存（overall survival，OS）相关的早期终点。在这项MIDAS辅助研究中，研究人员对423例NDMM进行了整合基因组、转录组和DNA甲基化分析，以提供统一治疗临床试验队列中NDMM的全面多组学表征，并识别四联诱导治疗后MRD状态的分子决定因素。该研究发表于《Nature Medicine》。
为开展研究，研究人员使用MIDAS试验中423例NDMM样本，其中394例最终入组；样本入选主要基于CD138阳性细胞数量。关键技术包括全基因组测序（WGS；421例，肿瘤平均46X，正常27X）、RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq；418例，平均66M读对/样本）和全基因组酶学甲基化测序（whole-genome enzymatic methylation sequencing，WGEM-seq；422例，平均13X），416例具备三种数据。5例正常浆细胞（normal plasma cell，NPC）作为RNA-seq和WGEM-seq参照。MRD由中枢下一代测序评估，重点为10
?6阈值。外部队列包括CASSIOPEIA中257例接受D-VTd四联诱导者的RNA-seq、MMRF中779例MM配对WGS/RNA-seq，以及MANHATTAN和CASSIOPEIA用于独立验证。分析涵盖突变特征、结构变异（structural variants，SVs）、CNAs、DNA甲基化聚类和随机森林多模态模型。
研究结果显示：
423例NDMM的整合基因组分析：研究人员获得421例WGS、418例RNA-seq和422例WGEM-seq数据，416例具三组学数据。423例用于基线分子表征，394例入组者用于MRD预测评估。多组学子集中较高国际分期系统（International Staging System，ISS）分期和骨髓浆细胞负荷略有富集，与需要足够CD138阳性浆细胞相符；有和无MRD评估者间无显著差异。
基因表达分组显示对四联诱导的异质性反应：基于表达谱的无监督分类得到八个分子组，与基因组改变强相关并匹配既往转录亚组。NSD2、MAF/MAFA/MAFB和CCND1易位分别定义MS、MF和CD组，CD分为CD1和CD2。超二倍体肿瘤分为HP1–HP3，另有LB组；未识别独立增殖（PR）组，PR评分呈连续单峰分布。368例可评估MRD者中，44.8%在10
?6达到MRD阴性（59.8%在10
?5），分子组间差异显著，调整临床协变量后仍显著。CD2和MF组MRD阴性率最低，HP1、HP3和MS组最高。MRD阳性者170个基因上调，包括CCND1、MAFA及PAX5等B细胞分化基因；MRD阴性者217个基因上调，富集表观遗传修饰、囊泡运输和胞吐、增殖调节及MYC靶点。B细胞分化程序在CD1/CD2和HP2中高表达且MRD阴性率低；MYC通路在HP1/HP3和MF中激活。嵌套逻辑回归显示通路评分改善模型拟合并部分减弱亚组效应，但多数亚组效应仍存在。CASSIOPEIA中257例D-VTd四联诱导者验证了CCND1过表达和CD1/CD2与MRD阳性相关、HP1与MRD阴性相关，且差异表达基因和通路高度重现。
基因组不稳定性表型及其与诱导后MRD的关联：WGS显示每例MM中位9,360个体细胞突变（80个编码）和26个SVs。MF组突变负荷最高，与APOBEC特征高活性相关；SV数在MF和MS最高，CD1/CD2最低。16%肿瘤检出chromothripsis，MF为50%、MS为33%。异常基因组分数（fraction of aberrant genome，FAG）在HP最高（>40%），CD1/CD2最低（10.8%）。罕见超突变病例包括APOBEC驱动者和MSH2相关错配修复缺陷（mismatch repair deficiency，MMRd），后者显示ID2和SBS6特征。SV分析识别SV1–SV4，SV4对应chromothripsis/chromoplexy，SV2为散在染色间易位，SV3为局灶缺失并类似BRCA2缺陷乳腺癌。BRCA2单等位失活见于47.5%病例，双等位失活1.9%，SV3活性与BRCA2状态相关，并在MMRF验证；同源重组缺陷（homologous recombination deficiency，HRD）相关指标亦与BRCA2状态相关。与MRD关联方面，较高FAG与MRD阴性相关，SBS9和SBS18与MRD阴性相关，APOBEC高肿瘤多与MF重叠且与MRD阳性相关；SV数与MRD无关，chromothripsis呈MRD阳性趋势。
WGS揭示MM新驱动基因：dN/dS分析发现25个基因显著，其中多数已知。H1.4突变见于14例（3.3%），多位于球状结构域；RPL10突变见于10例（2.4%），热点为E66A/Q、I70L和R210W，不同于T细胞急性淋巴细胞白血病中的R98S。通过SV相关过表达筛选，发现10个显著基因，包括8个已知易位靶点和IRAK1、FOXR1。IRAK1邻近SV见于15例（3.6%）并过表达，MMRF中57例（7.3%）验证。FOXR1染色体内倒位见于6例（1.4%），导致FOXR1大量过表达，并与DDX6或RPS25形成融合转录本，保留全长FOXR1蛋白；MMRF、MANHATTAN和CASSIOPEIA中亦发现类似改变。
驱动改变综合图谱及其与MRD的关联：整合突变、SVs和局灶CNAs后，每例中位4个驱动改变。Ig位点驱动易位见于192例（46%）。MYC可通过IGH、IGL、IGK、TENT5C等多种易位激活并过表达；总MYC改变率为26%，而经典t(8;14)仅5%。MF组22例中仅14例由经典t(14;16)或t(14;20)解释，其他MAF/MAFA/MAFB激活涉及TENT5C等。MRD方面，驱动改变数较高与MRD阴性相关；CCND1改变与诱导后MRD阴性率较低相关；MYC、TXNDC5和BRAF改变与MRD阴性率较高相关；调整临床变量后除驱动改变数外多数仍显著。
MM的DNA甲基化分类：WGEM-seq分析识别九个甲基化组M1–M9，与基因组和转录组特征强相关，与年龄无关。M1和M4分别对应MF和MS，t(11;14)肿瘤聚于M2和M3，超二倍体肿瘤分布于M6–M9，M5包括NPC和正常样MM。与NPC相比，所有MM亚组广泛低甲基化，主要影响静息染色质、Polycomb抑制域和异染色质；M2及M7–M9低甲基化最广泛。活跃调控元件如转录起始位点和增强子甲基化变化较少。MRD方面，M1–M3和M5与较低MRD阴性率相关，M4及M7、M9与较高MRD阴性率相关；排除M5或调整肿瘤纯度和突变负荷后仍显著。
致癌易位诱导局部和全基因组甲基化改变：驱动易位将癌基因置于IGH超级增强子控制下。研究人员观察到NSD2、CCND1、CCND3、MAF、MAFB和MYC等易位癌基因广泛低甲基化，NSD2基因体甲基化与表达强相关。启动子甲基化主要与表达负相关，而基因体甲基化与表达正相关。在M4组中，表达变化与基因体甲基化高度相关，KRAS信号富集，并涉及多个癌基因和信号成分。结果表明，驱动易位诱导局部低甲基化并关联靶癌基因过表达，同时引起更广泛甲基化改变以重塑转录组和强化致癌程序。
诱导后MRD的多模态预测因子：全队列中20个特征与MRD状态显著相关，跨组学变量存在相关性。将361例具完整多组学数据和MRD状态者分为训练集241例和保留验证集120例，采用嵌套交叉验证。训练集折外AUC为0.72。锁定随机森林模型在验证集中AUC为0.77（95% CI=0.67–0.85），预测MRD状态准确率71%，校准截距?0.018、斜率0.99。多组学模型区分度高于基于ISS、修订ISS和高风险细胞遗传学异常的临床模型及基因组模型，与转录组模型（0.73）和表观基因组模型（0.75）的AUC差异不显著，但校准改善。稳定选择的特征包括表达和甲基化聚类、SBS9、SBS18、FAG、CCND1和TXNDC5改变；排列重要性显示表达和甲基化聚类及SBS18贡献较大。结论为整合多个组学层面可改善区分度，相对临床和基因组模型更优，与转录组和表观基因组模型区分度相近但校准更好；该评估基于内部验证，外部验证对推广性重要。
讨论部分总结：该MIDAS辅助分析表明，多组学数据与MRD状态整合有助于阐明诱导治疗早期反应的分子决定因素。统一治疗背景和大型前瞻性NDMM队列提供了表征基因组、转录组和表观基因组改变全貌的机会，包括经典分类系统未捕捉的罕见分子亚组。研究强调整合基因组和转录组数据以发现经典易位之外的少见驱动事件。研究人员识别出MM中不同基因组不稳定形式，包括MSH2或BRCA2改变导致的DNA修复缺陷罕见病例。MSH2突变MM显示MMRd特征、ID2和SBS6特征，类似错配修复缺陷结直肠癌和子宫癌；在其他肿瘤中MMRd可预测程序性细胞死亡蛋白1阻断反应，并促成pembrolizumab组织不可知批准，但MM未选择人群中免疫检查点阻断疗效有限，因此该观察为假设生成，需更大队列和功能研究验证。BRCA2失活与SV3特征相关，类似BRCA2改变乳腺癌的局灶缺失特征，并与聚（ADP-核糖）聚合酶抑制剂敏感性相关；这些发现扩展了MM中BRCA1/2胚系致病变异的近期报告，并提供下游基因组后果的功能证据。DNA修复基因胚系致病变异MM在高剂量美法仑和自体干细胞移植后显示较长PFS。DNA修复缺陷特征可作为MM生物异质性标志，需进一步研究其临床或治疗相关性。另一超突变亚组以高SBS2和SBS13 APOBEC胞苷脱氨酶活性为特征，且缺乏SBS9（活化诱导胞苷脱氨酶介导的突变特征），提示不同演化轨迹：APOBEC高肿瘤可能早期独立于生发中心克隆扩增，而SBS9高肿瘤可能保留生发中心再进入和持续活化诱导胞苷脱氨酶活性。APOBEC突变在MF中富集，APOBEC高MF诱导后MRD阴性率较低，而SBS9阳性肿瘤与较高MRD阴性率相关，提示演化历史影响诱导治疗反应。研究还强调将基因表达和全基因组DNA甲基化分析纳入临床试验的价值：表达亚组诱导后MRD率差异显著，四个MRD阴性率最低亚组中的CD1、CD2和HP2共享B细胞样分化特征及高PAX5表达；不同DNA甲基化亚组由静息染色质低甲基化程度和驱动易位的顺式/反式特征定义，并与不同MRD相关。表观基因组特征提供最强的单组学MRD预测。细胞遗传学和多组学分析均表明，诱导后MRD阴性并不完全与既定风险类别一致：MF和MS传统上均为高风险但MRD阴性率相反，t(11;14)通常预后中性但MRD阳性率相对较高。这可能反映既定风险类别在旧治疗下定义，可能不适用于当代四联诱导；或诱导后MRD主要捕捉早期治疗反应而非长期疾病控制。虽然诱导后至维持前多数表达亚组MRD阴性率增加，但未观察到亚组间MRD转换率显著差异或表达亚组×时间交互，因此B细胞样肿瘤较低早期MRD阴性可能部分源于延迟反应动力学，但数据不支持仅由较慢MRD清除解释。巩固治疗介于两次评估之间，MRD变化可能反映治疗效应和内在反应动力学，需谨慎解释。早期MRD差异是否转化为长期结局，需待MIDAS中持续MRD、PFS和OS数据。总体而言，该工作确立MIDAS多组学队列作为理解NDMM治疗反应分子决定因素的地标资源。尽管分析定义了Isa-KRd诱导早期MRD反应的基因组、转录组和表观基因组相关因素，试验纵向设计将能未来与PFS和OS相关，为MM精准治疗提供持久框架。研究结论翻译：这些发现定义了与Isa-KRd反应相关的NDMM多组学分类。
