《British Journal of Haematology》:Patient-specific genomic measurable residual disease markers for monitoring acute myeloid leukaemia and myeloid malignancy
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可测量残留病(measurable residual disease, MRD)改善了急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukaemia, ALL)的预后。然而,由于识别白血病特异性靶点的复杂性,MRD在急性髓系白血病(acute
可测量残留病(measurable residual disease, MRD)改善了急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukaemia, ALL)的预后。然而,由于识别白血病特异性靶点的复杂性,MRD在急性髓系白血病(acute myeloid leukaemia, AML)中的应用受到限制。当前AML的MRD检测依赖于流式细胞术或基于核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)的定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction, PCR),但无法适用于所有患者。借助下一代测序(next-generation sequencing, NGS)或全基因组测序(whole genome sequencing, WGS),可以识别出髓系肿瘤的MRD靶点,提示基于脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)的PCR-MRD检测可能得以应用。研究人员利用包括RNA测序(RNA-seq)、靶向NGS或WGS在内的基因组数据开发患者特异性PCR-MRD检测方法,并依据EuroMRD指南进行报告。研究人员在97.6%的患者中成功开发了PCR-MRD检测,并对40例髓系恶性肿瘤患者开展了前瞻性PCR-MRD监测。髓系MRD报告的中位周转时间与ALL MRD相近。髓系MRD标志物具有高度灵敏性,与ALL患者(29%)相比,更高比例的髓系恶性肿瘤患者(50%)拥有定量范围≤5×10??的MRD标志物。在携带两个MRD标志物的患者中,检测间一致性极佳。系列MRD监测与疾病结局相关。两例孤立性中枢神经系统(central nervous system, CNS)复发的患者在髓外复发时存在低水平骨髓受累。髓系恶性肿瘤的PCR-MRD检测应在具备经验的MRD实验室中,依据标准化EuroMRD指南开展前瞻性临床试验予以研究。
论文解读
一、研究背景与目的
可测量残留病(measurable residual disease, MRD)监测是当代白血病管理的核心手段之一,已被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)接受为成人临床试验中机制无关的替代终点。在急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukaemia, ALL)中,MRD已广泛用于治疗分层、移植时机选择及复发预警,显著改善了患者预后。然而,MRD在急性髓系白血病(acute myeloid leukaemia, AML)中的应用长期受到限制。主要原因在于AML缺乏普遍适用且易于识别的白血病特异性靶点。当前AML的MRD检测主要依赖多参数流式细胞术或基于核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)的定量聚合酶链反应(quantitative polymerase chain reaction, PCR),但这些方法无法覆盖所有患者。流式MRD受限于正常髓系祖细胞与白血病原始细胞之间的免疫表型重叠;分子MRD则主要集中于核磷蛋白1(nucleophosmin 1, NPM1)突变、FMS样酪氨酸激酶3内部串联重复(FLT3-ITD)、PML::RARA融合及核心结合因子(core binding factor, CBF)等特定遗传异常,许多AML患者无法通过现有技术获得有效的MRD监测。随着基因组学技术的普及,患者水平的基因组数据日益可及,为识别基于脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)的患者特异性MRD标志物提供了条件。既往研究已在ALL和实体瘤中证明了利用基因组数据开发患者特异性PCR-MRD检测的可行性。然而,在髓系恶性肿瘤中,这一策略的系统性应用尚未充分验证。本研究旨在利用多种基因组数据来源,为髓系恶性肿瘤患者开发标准化的患者特异性PCR-MRD检测,并验证其临床监测的可行性与实用性。
二、主要技术方法概述
研究人员于2017年6月至2024年8月在澳大利亚开展了一项全国性前瞻性临床研究。研究对象为40例髓系恶性肿瘤患者,包括AML、急性巨核细胞白血病(acute megakaryoblastic leukaemia, AMKL)、混合表型急性白血病(mixed phenotype acute leukaemia, MPAL)、急性未分化白血病(acute undifferentiated leukaemia, AUL)、治疗相关骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome, MDS)/AML以及血小板衍生生长因子受体β(platelet derived growth factor receptor beta, PDGFRB)重排髓系肿瘤。患者来源于澳大利亚九个治疗中心,多数为儿童和青少年。MRD标志物的开发利用了多种基因组数据:靶向下一代测序(next-generation sequencing, NGS)、RNA测序(RNA-seq)和全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)。部分患者仅行肿瘤WGS,参加精准医学临床试验的患者则获得肿瘤和胚系配对WGS及肿瘤RNA-seq。研究人员依据EuroMRD指南完成PCR-MRD检测方法的开发、运行与报告,并通过Blast 2 sequences工具验证NGS与WGS序列的一致性。骨髓是MRD定量检测的主要标本来源,仅两例PDGFRB重排患者采用外周血。MRD监测在治疗每周期后、治疗结束及造血干细胞移植后多个时间点进行。研究人员将290例髓系MRD检测与同期3260例ALL MRD检测的性能指标进行了比较。
三、研究结果
(一)患者队列与MRD标志物开发
共42例患者入组,其中两例被排除:一例仅同意临床监测而不同意研究,另一例因诊断样本中原始细胞比例过低(7%)而无法从30×WGS数据中识别标志物。最终40例患者纳入分析。研究人员在97.6%的患者中成功开发出PCR-MRD检测。MRD标志物来源于靶向NGS(47%)、WGS(51%)和RNA-seq(2%)。最常见的靶点为KMT2A重排(55%),其余包括多种个体化融合基因、重排及缺失。在15例同时具有靶向NGS和WGS数据的KMT2A或BCR::ABL1重排患者中,14例(93%)两种方法识别出相同序列,26个靶点序列的一致性相关系数达0.9994,证明两种技术具有极佳的序列一致性。
(二)髓系MRD检测性能及与ALL的比较
290例髓系恶性肿瘤PCR-MRD检测与3260例ALL PCR-MRD检测的性能比较显示:髓系患者中采用两个MRD标志物进行监测的比例低于ALL患者(27.5%对69.4%,p<0.01);髓系MRD检测的定量范围显著低于ALL-MRD,50%的髓系MRD检测定量范围≤5×10??,而ALL仅为29%(p<0.01);两者灵敏范围无显著差异;报告周转时间相似。在携带两个MRD标志物的髓系患者中,54次检测显示标志物间具有极佳的一致性(一致性相关系数0.941),与ALL相当。
(三)系列MRD监测与临床结局
对40例患者的系列MRD监测结果显示:16例连续≥3次MRD阴性的患者均未复发;11例出现可定量MRD的患者全部随后复发,中位间隔50天。两例孤立性中枢神经系统(central nervous system, CNS)复发的患者在髓外复发时均检测到低水平骨髓MRD,提示髓外复发可能伴随隐匿性骨髓受累。在≤2次连续阴性的13例患者中,7例复发、6例无复发,复发的中位间隔为148天。
(四)首次监测时间点MRD状态与生存
在排除两例PDGFRB重排患者后的38例患者中,研究人员比较了首个MRD监测时间点(TP1)阳性与阴性患者的生存结局。MRD阴性组3年无事件生存率为47.5%±21.7%,MRD阳性组为29.3%±12.9%;MRD阴性组3年总生存率为61.5%±25.6%,MRD阳性组为33.5%±17.3%。尽管差异未达统计学显著性,但MRD阴性患者显示出更好的生存趋势。
四、总结与结论
讨论部分指出,本研究确认了利用靶向基因组学与WGS为大多数髓系恶性肿瘤患者开发DNA-based PCR-MRD检测的可行性,并将该策略扩展至AML、MDS、骨髓增殖性肿瘤及治疗相关髓系恶性肿瘤。WGS可识别广泛的基因组靶点,尤其适用于缺乏已知驱动基因或存在罕见融合的患者,但其效果受诊断样本中肿瘤细胞比例和测序深度的影响。通过利用EuroMRD标准化工作流程,髓系MRD的报告周转时间可与ALL-MRD相当,提示有经验的MRD实验室能够快速实施髓系MRD监测。髓系MRD标志物具有较强的定量灵敏度,但双标志物监测比例低于ALL,未来工作应侧重于为每例患者开发至少两个灵敏标志物。队列的异质性限制了对MRD预后意义的确定性结论,但结果与现有AML MRD研究一致,支持MRD在治疗分层、复发预测和预后评估中的价值。此外,两例孤立CNS复发患者存在低水平骨髓MRD的现象,提示髓外复发时可能伴随骨髓受累。
研究结论认为,这些数据以及他人的研究共同确认了利用WGS为AML和髓系恶性肿瘤患者开发标准化PCR-MRD检测的可行性。未来应优先开展前瞻性研究,系统比较标准化分子MRD、流式细胞术MRD和RNA-based MRD检测,以明确PCR-MRD对AML患者的预后意义与临床实用性。MRD监测技术的持续优化有望进一步改善AML患者的治疗结局。