《Molecular Diagnosis & Therapy》：The Evolving Role of Genomic Technologies in Multiple Myeloma: Implications for Diagnosis, Risk Stratification and Resistance
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浆细胞疾病涵盖从惰性前体到侵袭性恶性肿瘤的范围，其中多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma, MM）是最常见的恶性形式。多发性骨髓瘤的生物学特性高度复杂，并由基因组异质性驱动。尽管近期的基因组学进展提供了日益精准的治疗策略，但常规使用的传统诊断方法有时
浆细胞疾病涵盖从惰性前体到侵袭性恶性肿瘤的范围，其中多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma, MM）是最常见的恶性形式。多发性骨髓瘤的生物学特性高度复杂，并由基因组异质性驱动。尽管近期的基因组学进展提供了日益精准的治疗策略，但常规使用的传统诊断方法有时未能反映最新的多发性骨髓瘤风险分层模型的演变，且基因组发现向临床指南的转化实施受到阻碍。研究人员回顾了基因组诊断在多发性骨髓瘤及相关疾病中的现状和新兴作用，强调了其临床效用。研究人员总结了临床表现和诊断标准，绘制了疾病各阶段的突变图谱，并追踪了风险分层从临床分期到整合基因组模型的演变。研究人员还重点介绍了近期建议，这些建议纳入了对细胞遗传学异常和肿瘤抑制基因突变量化评估。此外，研究人员比较了常规和尖端技术，包括荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization, FISH）、靶向基因Panel、全外显子组测序（Whole-Exome Sequencing, WES）和全基因组测序（Whole-Genome Sequencing, WGS）、长读长平台、光学基因组图谱（Optical Genome Mapping, OGM）以及循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA, ctDNA）分析，重点关注它们在基线检查、纵向监测及耐药性检测中的优势、局限性和互补作用。最后，研究人员讨论了实施过程中的实际障碍，并提出了一个将新方法积极整合到临床中的框架。总之，全面的基因组谱分析正成为现代多发性骨髓瘤诊断的核心，也是精准和个性化医疗的关键步骤，一旦整合到常规护理中，将实现更精确的风险评估、更早的复发检测和改进的治疗选择。
1 引言
单克隆丙种球蛋白病是一组以产生单克隆免疫球蛋白（M蛋白）或其片段的浆细胞克隆性增殖为特征的浆细胞疾病。这些疾病代表了从无症状良性阶段（如意义未明的单克隆丙种球蛋白病[Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance, MGUS]和冒烟型多发性骨髓瘤[Smoldering Multiple Myeloma, SMM]）到恶性和危及生命疾病（如多发性骨髓瘤[MM]、系统性轻链[AL]淀粉样变性）的生物学和临床异质性谱系。其中，MM是最常见的恶性形式，约占所有血液系统癌症的10%。MM及其相关疾病的标志是深刻的基因组异质性，这在患者间和个体克隆群体内均有观察到。这种遗传复杂性在疾病起始、进展、治疗耐药性和临床结局中起着关键作用。浆细胞肿瘤的标准诊断方法历史上依赖于血清和尿蛋白电泳结合免疫固定、血清游离轻链测定、骨髓（Bone Marrow, BM）活检和影像学以检测终末器官损伤。在AL淀粉样变性的诊断中，刚果红染色组织活检至关重要，而淀粉样纤维的确诊分型通常通过免疫组织化学和免疫荧光进行，激光显微切割后的质谱分析被认为是精确分型的诊断金标准，但目前仅在专门的淀粉样变性中心可用。风险分层模型，如基于β2-微球蛋白（β2-microglobulin）、白蛋白、乳酸脱氢酶（Lactate Dehydrogenase, LDH）水平和荧光原位杂交（FISH）细胞遗传学的模型已被广泛采用。尽管这些传统方法具有临床价值，但其检测亚克隆结构和高风险分子标志物的能力有限，且缺乏捕捉驱动治疗耐药和进展的异质性的分辨率。鉴于这些局限性，外周血循环肿瘤细胞的比例已成为潜在的预后标志物，但尚未纳入临床指南。此外，分子遗传学方法如下一代测序（Next-Generation Sequencing, NGS）的出现从根本上改变了研究人员对MM分子图谱的理解，揭示了驱动疾病进展和耐药的关键突变、结构变异（Structural Variants, SVs）和克隆动力学。然而，分子生物标志物在临床实践中的广泛整合仍然有限。只有通过结合这些不断发展的见解，研究人员才能有望以真正的个性化医疗所需的精确度来预测个体风险和治疗反应。重要的是，MM是一种高度异质性疾病，虽然少数基因组病变被纳入当前的分期系统，但大多数复发性突变并非既定诊断或预后框架的一部分，因此未进行常规评估。尽管该领域的研究取得了巨大进展，特别是随着NGS的出现，但这些方法尚未在常规护理中统一实施，且复杂的基因组分类系统（超越国际分期系统[International Staging System, ISS]和第二版修订ISS[R2-ISS]）通常缺乏前瞻性临床验证。因此，研究人员提供了MM及相关浆细胞疾病中当前和新兴基因组诊断工具的全面概述，强调其在疾病分类、治疗耐药和风险分层中的临床相关性和益处，随后总结了2024年国际骨髓瘤协会/国际骨髓瘤工作组（International Myeloma Working Group, IMWG）的最新建议。这些建议引入了对细胞遗传学异常（如1q21增益、1p32缺失）的量化评估，并首次将TP53突变状态作为关键风险因素纳入。这一转变反映了对基因组精准医疗日益增长的重视，以及将NGS整合到常规诊断中的必要性。重要的是，FISH仍然是常规实践中细胞遗传学风险评估的临床金标准，而NGS主要被新要求用于捕获TP53突变状态和其他序列水平的病变；讨论的大多数额外高分辨率方法（如长读长测序、光学基因组图谱[OGM]、循环肿瘤DNA[ctDNA]）目前主要处于研究阶段或仅限于专业中心。在此，研究人员主要从基因组角度关注MM及其临床相关形式，而对其他单克隆丙种球蛋白病的提及仅限于那些在突变图谱、方法学方法或风险分层框架中能产生重大见解的背景。
2 单克隆丙种球蛋白病的临床表现和诊断标准
单克隆丙种球蛋白病涵盖广泛的浆细胞疾病，具有多样化的临床表现和结果。其诊断依赖于临床特征、实验室标志物、影像学和分子技术的结合，从而实现准确的疾病分类和风险分层。最近的诊断进展改善了从癌前状态到晚期疾病的早期检测、监测和个体化治疗方法。
2.1 新诊断的多发性骨髓瘤
新诊断的多发性骨髓瘤（Newly Diagnosed Multiple Myeloma, NDMM）通常以骨髓中浆细胞的失控增殖为特征，导致过量的M蛋白产生和进行性的多器官损伤。NDMM通常从癌前状态（如MGUS或SMM）发展而来，以逐步方式进展为有症状的疾病。目前，国际骨髓瘤工作组（IMWG）将MM定义为骨髓中≥10%的克隆性浆细胞浸润或活检证实的浆细胞瘤，并伴有骨髓瘤定义事件（Myeloma-Defining Events, MDEs），包括CRAB症状（高钙血症、肾衰竭、贫血和骨病变）或指示高疾病负担的生物标志物，如骨髓浆细胞浸润≥60%、血清受累/非受累游离轻链比率≥100，或多个磁共振成像检测到的局灶性病变。此外，NDMM通常伴有血清和/或尿液中M蛋白水平升高。其他相关标志物包括β2-微球蛋白和白蛋白，两者均被纳入分期系统以进行预后评估。近期影像学技术（如全身低剂量计算机断层扫描[CT]和正电子发射断层扫描/CT[PET/CT]）以及分子诊断方法（如NGS）的进步显著增强了疾病检测和监测，使得能够更早干预和采取更个性化的治疗方法。
2.2 微小残留病
微小残留病（Minimal Residual Disease, MRD）是指治疗后持续存在的少量恶性浆细胞，这些细胞通过常规反应标准无法检测到，但在MM中强烈预测长期临床结果。达到灵敏度至少为10-5的MRD阴性一直与改善的无进展生存期（Progression-Free Survival, PFS）和总生存期（Overall Survival, OS）相关，灵敏度阈值10-6提供了最强的预后区分度。重要的是，多项研究表明，持续的MRD阴性可能部分减轻高危细胞遗传学异常的不良预后影响。反映其临床相关性，美国食品和药物管理局（FDA）最近已接受MRD阴性作为MM加速药物批准的早期替代终点。在方法学上，MRD评估主要通过下一代流式细胞术（Next-Generation Flow Cytometry, NGF）检测残留恶性浆细胞，或基于NGS的检测靶向患者特异性免疫球蛋白基因重排。两种方法均显示出高特异性和强大的预后价值，并且能够检测到灵敏度高达10-6的残留疾病。
2.3 复发/难治性多发性骨髓瘤
复发/难治性多发性骨髓瘤（Relapsed/Refractory Multiple Myeloma, RRMM）代表了一项重大的临床挑战，因为尽管最初对所选疗法有阳性反应，大多数患者最终会经历疾病复发。RRMM的定义是在治疗后疾病进展，其中难治性病例定义为对最后一种疗法无反应或在治疗后60天内复发。在预后不良（高危）的患者中，自体干细胞移植后12个月内复发相对常见。在整个疾病过程中，大多数患者会出现多次复发，反映了骨髓瘤的自然病史和目前可用疗法的有限治愈潜力。RRMM的治疗效果高度依赖于所使用的治疗方案以及患者和疾病相关因素。大型III期试验表明，基于现代免疫治疗和蛋白酶体抑制剂（Proteasome Inhibitor, PI）的联合疗法可以比旧标准显著延长缓解期；然而，尽管取得了这些进展，几乎所有患者最终都会复发。随着新型靶向药物（包括双特异性抗体和嵌合抗原受体T细胞[CART]）的出现，复发动力学和耐药模式仍在不断演变，强调了需要可靠的生物标志物来指导治疗选择。在RRMM中，耐药机制通过克隆选择和环境变化产生，强调了克隆进化在塑造治疗反应中的作用以及基因组谱分析增加个性化的潜力。RRMM的疾病评估标准与NDMM相似。进展性疾病通常表现为M蛋白水平增加≥25%、游离轻链比率升高或骨髓浆细胞负荷增加。先进的影像学技术，如PET/CT和全身MRI，对于检测髓外疾病和早期骨骼受累至关重要。在生化方面，RRMM与β2-微球蛋白、LDH和白蛋白水平的波动相关，这些因素会影响风险分层。持续的贫血、肾功能损害和高钙血症（CRAB标准）通常标志着疾病进展，需要及时干预。
3 多发性骨髓瘤的基因组诊断与预后
在过去的二十年中，对MM基因组图谱的见解已从识别标志性易位扩展到定义复杂的突变过程和克隆进化。现在认为MM是一种由早期创始病变启动，并由连续的基因组改变塑造以驱动进展和耐药的异质性疾病。本节概述了MM发病机制中的关键事件，并追溯了风险模型从临床分期到整合基因组框架的演变，强调了纵向分子评估在指导治疗中的价值。
3.1 癌前状态和新诊断多发性骨髓瘤的突变图谱
基因组研究显示，MM及其前体MGUS和SMM共享常见的起始事件，如易位和多倍体。然而，这些疾病的基因组图谱具有明显的异质性，并由多种类型的突变塑造，包括结构变异（SVs）、拷贝数异常（Copy Number Alterations, CNAs）和点突变。结构变异是MM发展的早期驱动因素。最简单的SV代表复发性易位，涉及免疫球蛋白重链（Immunoglobulin Heavy Chain, IgH）基因座，这是B细胞恶性肿瘤的标志。这些易位通过将癌基因置于Ig增强子附近而使其失调。原发性IgH易位是相互的，通常涉及染色体伙伴，如11q13（CCND1）、6p21（CCND3）、4p16（FGFR3/MMSET）、16q23（MAF）和20q12（MAFB）。它们主要由IgH类别转换重组错误介导，尽管有些可能在体细胞超突变期间出现。更复杂的SVs随着疾病演变而积累，包括涉及癌基因（如MYC[8q24]）的重排，通过增加增殖和阻断分化加速肿瘤进展。与MM相关的关键复杂突变过程包括kataegis和chromothripsis。Kataegis表示局部超突变，通常伴随chromothripsis，这是一种戏剧性的基因组事件，其特征是一个或多个染色体的突然断裂（“粉碎”），随后是随机且易错的重新组装。Chromothripsis导致广泛的SVs，包括CNAs、缺失、倒位和复杂重排，均可驱动致癌转化。在CoMMpass数据集中，63%的患者检测到一种或多种复杂SVs。这些关键过程通常由APOBEC介导的胞嘧啶脱氨作用驱动。载脂蛋白B mRNA编辑催化多肽样（Apolipoprotein B mRNA Editing Catalytic Polypeptide-like, APOBEC）家族酶在生理上参与抗病毒防御，异常地将胞嘧啶脱氨基为胸腺嘧啶（C>T突变），特别是在TpC二核苷酸处，从而导致MM中的独特突变特征。除易位外，恶性转化还涉及复发性CNAs，进一步重塑MM的基因组图谱。一个显著的CNA是高二倍体MM，其特征是奇数染色体的三体。这部分通常被视为标危组，往往具有较少的结构重排，但经常导致原癌基因的突变积累。相比之下，较小的CNAs，如1号染色体长臂增益（gain of chromosome 1q），与较差的生存率相关，可能由IL6R、ILF2、MCL-1、CKS1B和BCL9基因的过度表征驱动。考虑到有害的CNAs，13q缺失已在50%的患者中观察到，并被认为由于RB1和DIS3的缺失而导致基因组不稳定性。同样，del(1p)是MM中另一个显著的异常，通常与生存不良相关，可能是由于1p32处细胞周期抑制剂CDKN2C的缺失。值得注意的是，通过突变和/或del(17p)导致的TP53失活定义了一个具有常规治疗耐药和生存不良的生物学侵袭性亚型。然而，其他复发性染色体异常，例如del(16q)或del(8p)，了解较少，其潜在的预后意义仍然难以捉摸。此外，最近的研究表明，一些CNAs可能不直接影响生存，而是影响对现代疗法的敏感性，包括BCMA靶向疗法。虽然SVs和CNAs塑造了MM的早期基因组结构和风险特征，但进展和治疗反应进一步受到复发性点突变的异质性景观的影响。一些代表了早期的克隆驱动因素，而另一些则在亚克隆中出现并在选择压力下扩增。尽管没有单个基因在MM中普遍突变，但复发性改变影响了关键的信号通路。研究揭示了在细胞信号传导（KRAS、NRAS和BRAF）、RNA和蛋白质稳态（DIS3和FAM46C）、染色质重塑（ARID1A和SETD2）以及细胞周期调节（TP53和CDKN2C）中频繁发生的复发性突变。例如，仅MAPK通路就在约40-50%的NDMM患者中被破坏。总的来说，这些观察结果表明，MM生物学是由基因组病变的累积和相互作用效应而非孤立的畸变控制的。全基因组整合分析进一步证明，特定的染色体异常组合定义了具有独特转录程序和临床行为的生物学连贯的疾病状态。使用降维方法，研究人员确定了NDMM患者的一个亚组，其特征是1q增益和13q缺失共存，与不良的临床特征和不同的CCND1与CCND2驱动的转录谱相关。上述内容强调了塑造有症状MM生物学和临床异质性的主要基因组特征。重要的是，MM并非从头发生；而是从明确的前体状态演变而来。从MGUS到SMM再到有症状MM的进展是由基因组和非基因组因素共同驱动的。MGUS通常具有低突变负担和简单的克隆结构；尽管如此，早期的起始事件如IgH易位（例如t[11;14]、t[4;14]）和多倍体通常已经存在。NRAS或DIS3突变，以及CNAs如1q增益、del(1p)或del(17p)，在进展或有症状的病例中发生频率更高。值得注意的是，疾病演变通常以克隆稳定性为特征，而不是突然获得新突变。为了量化分子风险，最近提出的基于全基因组测序（WGS）的MM样评分将MM富集的改变（例如RAS和TP53突变、1q增益）与那些在前体状态更常见的改变（例如MAF/MAFB易位）进行对比。较高的评分反映了更像MM的特征，并预示着进展的可能性增加，强调了全基因组测序在增强MM前体状态的风险评估和监测方面的潜力。除了进展为MM外，MGUS和SMM还可能作为导致AL淀粉样变性替代克隆进化的前体。这种疾病与MGUS共享许多早期基因组病变，但在生物学上存在分歧，因为克隆性浆细胞产生淀粉样变性轻链，沉积在器官中并导致系统性功能障碍。标志性病变是由t(11;14)易位代表的，其发生率高于MM，约占记录AL病例的40-60%。这种畸变赋予了对硼替佐米等蛋白酶体抑制剂的相对耐药性，但预示着对BCL-2抑制剂Venetoclax的敏感性。其他不良细胞遗传学特征，包括gain(1q21)和del(17p)，虽不如在MM中常见，但一旦检测到，与不良预后相关，突出了AL淀粉样变性和MM在病理生物学上的一些重叠。
3.2 复发/难治性多发性骨髓瘤中的克隆进化和耐药性
克隆进化驱动MM的进展和复发，其模式受治疗反应的影响。达到完全缓解的患者通常通过具有新的驱动事件和基因组复杂性的分支轨迹复发，而部分缓解者通常具有稳定的克隆谱。此外，更大的纵向研究表明，克隆转移发生在大多数患者中。Misund等人报告称超过80%病例发生了亚克隆重塑，其他人注意到复发相关的RAS突变（60%→72%）、1q21增益（18%→35%）和TP53改变（9%→18%）的增加。新克隆在复发时的选择伴随着核心生物程序的改变以及肿瘤微环境的变化。在接受抗肿瘤药物治疗的异种移植小鼠模型中，Shen等人报告称，只有一部分MM克隆能够适应骨髓微环境，随后进入血液以定植远端生态位。虽然这些一般进化原则适用于各种治疗背景，但特定的耐药机制通常反映了个别药物类别的作用模式。对蛋白酶体抑制剂（如硼替佐米和卡非佐米）的耐药性已被证明与PSMB5突变有关，这些突变改变了蛋白酶体结构并减少了药物结合。尽管罕见，这些突变可能影响对第二代蛋白酶体抑制剂的反应，其检测可能成为指导挽救治疗决策的重要依据。DNA修复基因（如BRCA1/2）的突变也通过增加基因组不稳定性来驱动耐药性。BCL-2的靶向抑制代表了由克隆进化塑造的情境依赖性耐药的一个例子。携带t(11;14)(IGH/CCND1)的MM仍然是唯一一个对BCL-2抑制剂Venetoclax具有一致敏感性的分子定义亚组；然而，并非所有患者都能获得持久的的临床获益。最近的基因组分析表明，RAS通路的激活突变与Venetoclax治疗患者的PFS缩短密切相关。在缺乏RAS突变的病例中，1q增益的存在同样与较差的结果相关。对靶向CD38单克隆抗体（如Daratumumab）的耐药性涉及肿瘤内在机制，包括RPL5缺失、MYC结构变异、APOBEC诱变伴相关的chromothripsis以及免疫逃逸。此外，BCMA定向双特异性抗体治疗后的复发通常源于抗原逃逸，涉及BCMA细胞外域突变，这些突变损害受体功能并降低循环可溶性BCMA水平。最后，免疫介导的机制，如T细胞耗竭和调节性T细胞扩增，已被建议进一步限制这些疗法的疗效。除了特定于治疗的机制外，越来越多的证据表明，先前的治疗本身有助于不断演变的突变图谱。特别是，在自体移植期间使用的烷化剂（如美法仑）可诱导特征性的突变特征，增加基因组复杂性，并可能在后期复发时塑造耐药模式。总之，克隆进化是RRMM疾病进展和治疗耐药的关键驱动因素，伴随着亚克隆结构的动态变化和复发时出现新的遗传改变。耐药性通过肿瘤内在机制和肿瘤微环境的变化产生，最终影响对各种治疗策略的反应。
3.3 具有高临床相关性的关键基因座
尽管MM具有基因组复杂性，但特定的改变已被证明对风险分层和治疗耐药具有临床相关性。虽然来自大规模测序研究的许多发现尚未转化为常规临床实践，但越来越多的遗传病变现在不仅被公认为预后标志物，而且被公认为潜在的治疗敏感或失败预测因子。MM中基因组改变的生物学和临床影响通常在病变被综合考虑时才显现出来。这种组合基因组事件已经在基因表达水平上反映出来，并影响NDMM的预后，其中1q增益和13q缺失的共存定义了一个具有不良预后的生物学独特亚组，以及在复发环境中对靶向治疗的耐药性。重要的是，这种生物学定义的基因组构成为MM中不断演变的风险分层框架提供了机制基础，支持从单一标记模型转向整合的、多病变的，并最终是个性化基因组学驱动的方法和预后及治疗选择。表格概述了影响患者结果的关键基因组事件，并强调了它们参与指导治疗选择的情况。MM中基因组改变的临床相关性并非绝对，而是取决于治疗背景和用于检测它们的基因组分析的分辨率。
4 多发性骨髓瘤的风险分层：从临床分期到基因组学
MM的风险分层已经发生了实质性的演变，从临床分期系统发展到最先进的基因组谱分析。早期模型，包括Durie-Salmon系统和ISS，依赖于血红蛋白、钙和β2-微球蛋白水平等临床参数，但缺乏足够的预后精度。这一局限性导致了R-ISS的发展，它结合了关键的细胞遗传学异常，如del(17p)或t(4;14)，以及升高的乳酸脱氢酶水平。随后的R2-ISS系统在ISS基础上增加了1q增益，提高了预后分辨率并将患者分为四个风险类别。此外，mSMART模型根据FISH定义的细胞遗传学风险区分患者并相应地指导治疗，建议对高危患者进行强化方案，包括自体干细胞移植和基于PI的维持治疗。最近的改进，如IMWG/国际骨髓瘤协会提出的改进，强调了对细胞遗传学异常（例如区分1q21的CNA或1p32的缺失）的量化评估，并首次将TP53突变状态作为关键因素纳入，从而要求在临床实践中实施新型测序技术。鉴于其能够一致地定义高危MM，已建议在NDMM中采用这种统一方案，因为它能够实现一致的风险分层并促进针对高危MM的临床试验的协调。重要的是，最近的大规模分析对使用单一细胞遗传学病变作为不良结果的稳健预测因子提出了挑战。虽然IMWG风险分层传统上侧重于个体高危染色体异常（High-Risk Cytogenetic Abnormalities, HRCAs）（t[4;14]、t[14;16]、del[17p]），但扩展的遗传谱分析（包括gain[1q]）显示出额外的预后价值，尽管单独评估时效果不一致。相比之下，两种或更多种HRCAs的共存（双打击或多打击MM）已成为更可靠的不良预后标志物。一项涉及近14,000名患者的联邦荟萃分析表明，双打击MM在移植合格和不合格的NDMM以及RRMM中始终与最差的PFS和OS相关，确立了其作为一个具有巨大未满足临床需求的独特高危实体。迈向个性化风险分层的一个重要步骤是由IRMMa模型（2024）代表的，该模型应用WGS和WES定义了12个具有独特预后和治疗反应的分子亚组。尽管由于其技术要求尚未成为标准，但IRMMa反映了向基因组驱动风险模型增长的转变。除了这些基因组系统外，还提出了基于转录特征或其他生化标志物的其他方法，并已进行了全面审查。然而，并非所有不良结果都可以用基线遗传特征来解释。“功能性高危MM”的概念被提出用来识别那些缺乏常规高危细胞遗传学标志物，但在诱导治疗后表现出早期复发（12个月内）或难治性的患者。对CoMMpass队列的分析表明，这些功能性高危患者，尽管不存在t(4;14)、t(14;16)、TP53双等位基因失活或伴有1q21增益的ISS III期疾病，但其生存率明显差于标危和基因组高危患者。功能性高危患者富集了影响白细胞介
