《Cancer Science》:Treatment-Free Remission in Chronic Myeloid Leukemia: Toward Precision and Personalized Approaches to Functional Cure
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无治疗缓解(TFR)定义为停用酪氨酸激酶抑制剂(TKI)后维持分子学缓解而无需恢复治疗,代表了慢性期慢性髓性白血病(CML-CP)功能性治愈的临床表现,即在无需持续治疗的情况下维持持久的疾病控制,尽管可能存在残留的白血病干细胞(LSCs)。新兴证据支持一个模型
无治疗缓解(TFR)定义为停用酪氨酸激酶抑制剂(TKI)后维持分子学缓解而无需恢复治疗,代表了慢性期慢性髓性白血病(CML-CP)功能性治愈的临床表现,即在无需持续治疗的情况下维持持久的疾病控制,尽管可能存在残留的白血病干细胞(LSCs)。新兴证据支持一个模型,即TKI停药后的结局由残留LSCs的持续存在与协调的宿主免疫监视之间的平衡决定。自然杀伤(NK)细胞丰度和成熟度与TFR显示出最一致的相关性,而杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)-人类白细胞抗原(HLA)免疫遗传学可能进一步影响NK细胞教育和抗白血病活性。适应性和调节性机制——包括白血病相关抗原特异性细胞毒性T淋巴细胞、T细胞受体(TCR)库动态变化、T细胞耗竭、浆细胞样树突状细胞(pDCs)和调节性T细胞(Tregs)——越来越多地被发现在残留疾病控制中发挥作用。中性粒细胞丰度和成熟度也已成为易于获取的候选生物标志物。与此同时,持续性LSCs利用BCR::ABL1非依赖性存活程序、免疫逃逸机制和保护性骨髓微环境,为分子学复发提供了储存库。这些观察结果反对依赖任何单一生物标志物,而是支持整合临床变量、分子残留病变、免疫能力、免疫遗传学和LSC生物学的综合模型。大多数候选生物标志物仍处于探索阶段,需要独立的前瞻性验证。这种多维方法可能使研究人员能够从经验性的TKI停药转向精准的、生物标志物指导下的TFR,并将持久的功能性治愈扩展到更广泛的CML患者群体。
1 引言
慢性髓性白血病(CML)在引入ABL1酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)后已成为功能性治愈的典范。在此背景下,功能性治愈指在无需持续治疗且无长期疾病进展的情况下实现持久的疾病控制,尽管可能存在残留的白血病干细胞(LSCs)。无治疗缓解(TFR)是该概念的临床体现,定义为停用TKI后维持分子学缓解而无需恢复治疗。随着多数患者接近正常预期寿命且达到深度分子学反应(DMR)的比例不断增加,持久的TFR已成为现实的治疗目标,将治疗范式从终身TKI给药转向精心选择的停药策略。累积证据表明,持久的TFR反映了残留LSCs与宿主免疫监视之间的动态平衡,受治疗史、疾病生物学以及先天性和适应性免疫反应的共同塑造。尽管进行了广泛研究,尚无单一生物标志物显示出足够的可重复性和验证性来可靠地指导常规临床实践中的TKI停药。本综述整合了关于CML持久TFR的生物学基础、临床决定因素、免疫调控和新兴策略的现有证据。通过这一整合视角,我们强调了当前从经验性TKI停药向精准指导TFR转变过程中的局限性和新兴机遇。
2 TFR的生物学基础
TFR的成功从根本上取决于LSCs的持续性,这些细胞能在长期TKI治疗中存活,即使BCR::ABL1转录本检测不到。CML LSCs主要存在于CD34+CD38?细胞群中,且难以与正常造血干细胞区分,不过包括CD26、CD36和白细胞介素-1受体辅助蛋白(IL-1RAP)在内的标志物改善了对其的识别。与增殖性白血病细胞不同,LSCs表现出静止表型,主要通过BCR::ABL1非依赖性机制存活,这解释了为何单纯的激酶抑制很少能实现完全根除。骨髓微环境通过缺氧、基质来源的细胞因子、代谢适应和细胞间相互作用进一步支持LSCs的持续性,维持其静止状态并促进耐药性。因此,尽管持续存在DMR,残留白血病细胞仍可持续多年,为TKI停药后的分子学复发提供了生物学基础。事实上,高度灵敏的分子学检测已证明,在成功维持TFR的患者中,相当比例的人体内仍存在持续性白血病细胞,这表明完全清除LSCs并非功能性治愈的必要条件。相反,累积证据表明,持久的TFR反映了残留白血病与宿主免疫监视之间的动态平衡。自然杀伤(NK)细胞、细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)、浆细胞样树突状细胞(pDCs)、调节性T细胞(Tregs)和中性粒细胞共同参与了对残留疾病的免疫介导控制。这些免疫网络的功能完整性,连同内在的LSC生物学,最终决定了TKI停药后残留白血病细胞是保持休眠还是发生分子学复发。
3 TFR的临床证据
TFR的可行性首先由STIM1试验确立,该试验显示约40%维持完全分子学反应的患者在伊马替尼停药后仍能保持无治疗状态。随后的长期随访证实了TFR的持久性和安全性,几乎所有经历分子学复发的患者在重新启用TKI后均迅速恢复主要分子学反应(MMR)。A-STIM研究进一步将分子学复发重新定义为丧失MMR而非任何可检测到的BCR::ABL1转录本,从而确立了当前TKI重启的标准标准。这些发现随后被扩展至第二代TKI。近期评估达沙替尼、尼洛替尼和博舒替尼的临床研究一致报告TFR率约为40%–60%,证实只要患者达到持续的DMR,无论使用何种TKI,成功的TFR均可实现。EURO-SKI试验是最大的前瞻性TKI停药研究,证明了较长的TKI暴露时间和更长的DMR持续时间是成功TFR的主要决定因素。同样,日本的J-SKI研究确认了持续DMR持续时间的重要性,并进一步证明几乎所有经历分子学复发的患者在TKI重启后均成功恢复了MMR,强化了在精心挑选的患者中进行TKI停药的有效性和安全性。总的来说,这些研究确立了TFR作为CML现实治疗目标的地位。尽管近半数患者在首次停药尝试后会出现分子学复发,但大多数在TKI重启后迅速恢复DMR。这一观察促使了对第二次TKI停药(TFR2)的评估。包括RE-STIM、Nilo Post-STIM、TRAD、A-STIM和DAstop2在内的研究一致表明,约三分之一到一半的患者在第二次停药尝试后可成功维持TFR。这些发现表明,只要患者重新建立持久的DMR,初始停药失败并不妨碍后续成功的TFR。
4 TFR成功的预测因素
成功的TFR由疾病生物学、治疗持续时间、残留病灶负荷和宿主免疫力的综合效应决定。在临床变量中,较长的TKI治疗时间和更长的DMR持续时间仍是持久TFR最一致的预测因素。TKI治疗期间的早期分子学反应以及TKI停药时达到更深的分子学反应也与较低的分子学复发风险相关。残留病灶的精确评估对于患者选择日益重要。数字PCR(dPCR)超越了传统定量PCR对微小残留病(MRD)的检测能力,可识别出BCR::ABL1转录本水平极低、更有可能维持TFR的患者。此外,谱系特异性MRD分析显示,粒细胞区室内的残留病灶比外周血整体监测更能准确预测分子学复发。尽管CD26阳性的LSCs代表了一种有前景的残留病灶生物标志物,但其在TFR预测中的临床效用仍有待确定。除了分子监测外,免疫能力已成为TFR的关键决定因素。越来越多的证据表明,NK细胞活性、T细胞功能、遗传性免疫遗传因素及其他免疫生物标志物共同影响对残留白血病的长期免疫控制,凸显了整合分子和免疫生物标志物进行个体化TFR预测的重要性。尚无单一生物标志物显示出足以用于常规临床应用的预测准确性,这表明结合临床、分子和免疫参数的综合预测模型很可能是必需的。
5 TFR的免疫学机制
5.1 CML中的先天性NK细胞免疫
5.1.1 自然杀伤细胞
NK细胞是先天性抗白血病免疫的核心效应细胞,也是与成功TFR关联最一致的免疫指标。TKI停药时较高的NK细胞计数,特别是成熟的CD56dimCD57+亚群的扩增,与较低的分子学复发风险相关。这些细胞通过穿孔素和颗粒酶的释放展现出增强的细胞毒能力,并可能在TKI撤除后对残留白血病细胞提供持续的控制。TKI治疗也会改变NK细胞的表型和功能;尤其是达沙替尼,可以促进大颗粒淋巴细胞扩增和NK细胞成熟。然而,持久的TFR似乎依赖于平衡的免疫能力,而非单纯持续性或过度的NK细胞活化。
5.1.2 KIR–HLA免疫遗传学
NK细胞活性受激活性和抑制性受体之间的平衡调控,其中杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIRs)与人类白细胞抗原(HLA)I类分子的相互作用尤为重要。抑制性KIR识别自身HLA可防止自身反应性,同时促进NK细胞教育,而恶性细胞上HLA表达的缺失则允许通过“自我缺失”识别产生激活。KIR基因及其HLA配体的广泛多态性导致了NK细胞反应性的显著个体间差异。这种多样性在CML中具有直接的临床相关性。抑制性KIR基因的缺失,包括KIR2DL5A/B和KIR2DL5B,与TKI治疗期间更优的分子学反应相关。KIR基因型也已与TFR结局相关联。POKSTIC研究进一步表明,强的抑制性KIR3DL1–HLA-Bw4组合与较差的TFR相关,而弱或无相互作用的组合则预示着更有利的结局。这些发现支持一个模型,即减少的抑制性信号有助于TKI停药后对残留白血病的免疫控制。然而,KIR-HLA相互作用的效应可能具有情境依赖性。在既往接受过干扰素-α(IFN-α)治疗的患者中,强KIR3DL1–HLA-Bw4相互作用的不利影响被减弱,这表明免疫刺激可能利用了受过教育的NK细胞更强的功能能力。因此,“自我缺失”识别和NK细胞教育是互补而非竞争的机制。KIR-HLA免疫遗传学既可作为一种TFR的遗传性生物标志物,也可作为TKI停药前进行基因型引导免疫调节的框架。
5.1.3 NKG2D与激活型NK细胞信号传导
自然杀伤组2成员D(NKG2D)是一种主要的激活型NK细胞受体,可识别恶性细胞上应激诱导的配体,包括主要组织相容性复合体I类链相关蛋白A/B(MICA/B)和UL16结合蛋白。NKG2D基因座内的功能性多态性影响受体表达和NK细胞细胞毒性。特定的NKG2D单倍型与CML易感性和达沙替尼治疗期间的疾病控制相关,表明激活型NK细胞通路的遗传变异也可能影响成功TFR的概率。然而,这些关联的验证程度不如涉及KIR–HLA相互作用的那些。
5.1.4 NK细胞的免疫检查点调控
抑制性检查点为NK细胞调节提供了额外层面。自然杀伤组2A(NKG2A)、T细胞免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制基序结构域(TIGIT)、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白3(TIM-3)以及程序性死亡受体1(PD-1)通过衰减激活信号通路来抑制细胞毒性和细胞因子产生。诊断时抑制性受体表达增加与免疫功能紊乱相关,而有效的TKI治疗可部分恢复免疫能力。TKI停药时持续的TIM-3表达与分子学复发相关,表明残留的检查点介导的免疫耗竭可能损害治疗后监视。支持此背景下检查点阻断的临床证据仍然有限,因为现有数据主要来自小型、单队列观察性研究,而非前瞻性验证。
5.2 CML中的适应性T细胞免疫
5.2.1 细胞毒性T细胞
5.2.1.1 适应性免疫功能障碍
CTLs通过直接识别和清除感染或恶性细胞,在抗病毒和抗肿瘤免疫中发挥核心作用。然而,在慢性抗原刺激条件下,这些细胞表现出抑制性受体(包括PD-1、TIGIT、TIM-3和细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4))表达增加,反映了导致增殖、细胞因子产生和细胞毒功能受损的功能性耗竭状态。免疫抑制性群体,包括Tregs和髓源性抑制细胞(MDSCs),也同样扩增,进一步强化了这种耗竭的免疫状态。值得注意的是,PD-1介导的CD8+T细胞耗竭已被与TFR结局联系起来。在接受伊马替尼停药的患者中,PD-1+CD8+T细胞的早期升高与分子学复发相关,而较低的PD-1表达与改善的T细胞和NK细胞功能以及成功的TFR维持相关。在一项专门评估TKI停药时检查点受体的研究中,TIM-3是唯一在随后复发的患者的CD4+和CD8+T细胞以及Tregs上均持续上调的免疫检查点分子。TIM-3在CML干细胞上的表达也升高。总之,这些发现表明T细胞耗竭的程度和特定模式可能与TKI停药后成功的免疫介导控制相关。
5.2.1.2 白血病相关抗原特异性T细胞应答
CTLs识别由HLA分子呈递的白血病相关抗原并清除恶性细胞。越来越多的证据已证明CML患者中存在白血病特异性T细胞应答,强调了适应性免疫对持续疾病控制的关键贡献。已在CML中鉴定出几种白血病相关抗原,包括Wilms肿瘤1(WT1)、蛋白酶3衍生肽(PR1)、黑色素瘤中优先表达抗原(PRAME)和CXorf48。针对这些靶点的抗原特异性CTLs已在CML患者中被识别,并被认为有助于免疫介导的残留疾病遏制。其中,WT1仍然是癌症疫苗接种策略中研究最广泛的靶点,而CXorf48特异性CTLs最近已成为TKI停药后成功TFR的有前景的相关指标。
5.2.1.3 T细胞记忆与TCR库
T细胞受体(TCR)库分析使得能够在TKI治疗期间和治疗停药后详细描述T细胞动力学。持久的TFR似乎与抗原经历的记忆CTL亚群(特别是能够对抗原再遇快速再扩增的效应记忆和中央记忆群体)的持续存在,以及寡克隆TCR Vβ扩增相关。新兴证据表明,个体化的、抗原特异性的免疫应答,而非共享的TCR克隆型,是对抗残留LSCs的长期免疫监视的基础。
5.2.2 浆细胞样树突状细胞
pDCs是I型干扰素的主要生产者,并在连接先天性和适应性免疫中发挥关键作用。实验研究表明,FMS样酪氨酸激酶3(FLT3)信号传导对pDC分化不可或缺,强调了它们在抗病毒和抗肿瘤免疫应答中的重要性。pDCs通过产生I型干扰素促进CTLs和NK细胞的激活及功能适应性,而以CD86表达升高为标志的pDCs异常激活则与有缺陷的抗白血病免疫和分子学复发相关。这些发现支持一个模型,即FLT3依赖性的pDCs维持内源性I型干扰素(特别是IFN-α),从而促进协调的NK细胞和T细胞监视,并可能限制TKI停药后残留白血病干细胞的持续存在。
5.2.3 调节性T细胞
Tregs是免疫耐受的核心介质,可抑制抗白血病免疫。伊马替尼通过脱靶抑制淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶(LCK)选择性消耗效应Tregs,而达沙替尼同样通过减少Tregs和促进NK细胞成熟来重塑免疫微环境。近期研究进一步表明,TKI停药前后效应Tregs的动力学变化,而非其绝对频率本身,与TFR结局相关。然而,这些观察源自相对较小的单中心队列,需要在更大规模的前瞻性研究中得到证实。此外,随后复发的患者在TKI停药前表现出一种免疫抑制特征,其特征为效应Tregs增加以及耗竭的PD-1/TIGIT阳性CD4+T细胞增多,表明维持免疫激活与调节之间的适当平衡对于持久的TFR至关重要。
5.2.4 中性粒细胞生物学与TFR
除淋巴细胞介导的免疫外,中性粒细胞最近已成为临床上易于获取的TFR生物标志物。TKI停药时较高的外周血中性粒细胞计数与成功的TFR相关。最近,诊断时的中性粒细胞成熟状态也被证明可预测后续TFR,具有更高比例成熟中性粒细胞的患者获得更优的TFR结局。这些发现主要源自日本单一机构的队列研究,其在不同人群和治疗背景下的普适性尚待确认。这些发现表明,中性粒细胞的丰度和成熟度均反映了宿主先天免疫和造血微环境的完整性。尽管潜在机制尚未完全明了,但中性粒细胞、NK细胞和适应性免疫细胞之间的相互作用可能有助于对残留LSCs的持续免疫监视。总之,中性粒细胞代表了简单易得的生物标志物,可补充分子和免疫学分析以实现个体化的TFR预测。
6 白血病干细胞(LSCs)
LSCs仍是TKI停药后导致分子学复发的主要细胞储存库。尽管存在持续的DMR,静止的LSCs可通过BCR::ABL1非依赖性存活机制和在骨髓微环境中的保护持续多年。由于残留LSCs可能低于检测限或局限于骨髓微环境,因此在将LSC监测纳入常规临床实践之前仍需进行前瞻性验证。与此同时,表观遗传修饰基因的突变与分子学复发风险增加相关,表明残留LSC负荷和内在干细胞生物学均影响TFR结局。
7 靶向LSC持续存在的治疗
越来越多的证据表明,CML LSCs的持续存在是由多种相互连接的途径驱动的,这些途径独立于BCR::ABL1激酶活性运作。其中,转化生长因子-β-叉头框O(TGF-β-FOXO)信号维持LSC静止,而甘油磷酸二酯磷酸二酯酶结构域包含蛋白3(GDPD3)依赖性溶血磷脂代谢支持治疗压力下干细胞的存活。通过IL-1受体(IL-1R)/白细胞介素-1受体相关激酶(IRAK)1/4-NF-κB通路的炎症信号进一步促进LSC存活,是一个有吸引力的治疗靶点。骨髓微环境还通过TGF-β-纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)轴促进LSC持续存在,该轴将静止的LSCs保留在保护性微环境中。表观遗传调控是LSC维持的另一个关键机制。DNA甲基转移酶1(DNMT1)维持残留LSCs的自我更新程序,而zeste同源物增强子2(EZH2)是LSC存活所必需的。在临床前模型中,联合TKI治疗时,药理学抑制DNMT1或EZH2可增强LSC清除,凸显了表观遗传重编程作为克服TKI持续性的有前景策略。总之,这些发现表明,有效根除残留LSCs可能需要联合策略,同时靶向内在的干细胞存活途径和支持性的骨髓微环境。
8 CML LSCs的免疫逃逸
CML LSCs通过细胞内在和微环境驱动的机制逃避监视,这些机制限制了免疫效应细胞进入干细胞区室。LSCs通过II类反式激活因子CIITA抑制下调MHC II类分子,从而通过细胞因子驱动的Janus激酶(JAK)1/2信号损害CD4+T细胞识别,并通过检查点结合和CD47过表达逃避细胞毒性清除,而内在的存活途径维持LSC静止。在微环境层面,白血病衍生的信号重编程间充质基质细胞以招募Tregs和MDSCs,并通过富含肿瘤坏死因子-α(TNF-α)/IL-6/TGF-β的分泌组抑制CD4+CD8+T细胞功能,创造了一个限制CTL和NK细胞进入残留LSCs的免疫抑制避难所。与此一致,JALSG D-STOP 216试验中,停药前升高的IL-1β和IL-6预测了分子学复发。由于内在和微环境层面的逃逸协同作用,持久的功能性治愈很可能需要同时靶向LSC存活程序和免疫抑制性微环境的疗法。
9 未来展望
CML的管理正进入精准TFR的时代。除了常规分子监测外,整合免疫学生物标志物——包括NK细胞表型、KIR-HLA免疫遗传学、T细胞免疫、中性粒细胞生物学和LSC相关生物标志物——可能改善对成功TFR的个体化预测。同时,将TKIs与免疫调节或LSC定向疗法相结合的治疗策略有望提高达到持久TFR的患者比例。
10 结论
对LSC持续存在、免疫监视和宿主免疫遗传学之间相互作用的更深理解将助力个性化TFR策略的实现,并加速CML功能性治愈的达成。总之,本文回顾的证据表明,持久的TFR并非由单一的显性免疫效应器主导,而是由NK细胞教育、KIR-HLA免疫遗传学、CTL和pDC介导的适应性监视、调节性T细胞平衡、中性粒细胞生物学以及骨髓微环境中内在的LSC存活程序的协调互动所支配。所讨论的大多数生物标志物仍处于探索阶段,主要源自单中心或中等规模的队列,很少有在独立人群中得到验证的;将其整合到临床决策中将需要标准化检测方法、多中心验证和前瞻性的生物标志物指导停药试验。未来的工作需结合免疫学、分子学和LSC定向策略,以将本综述中概述的精准TFR框架转化为常规实践,并将持久的功能性治愈扩展到更广泛的CML患者群体。