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多发性骨髓瘤治疗迈入“精准”时代——分子生物学检测指导个体化治疗

更新时间: 2019年02月15日 浏览数: 文章来源: 本站原创 本文已帮助153人解决问题

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依据生物标志物进行多发性骨髓瘤(MM)个体化治疗可以最大限度地提高疗效、减少毒性,多发性骨髓瘤的某些生物标志物可作为预后和预测指标,据此选择治疗方案可对结果产生巨大影响。英国的Pawlyn教授在Blood杂志发文,描述了目前多发性骨髓瘤中正在应用的预后和预测标志物以及依据标志物的个体化治疗对治疗结果的改善。

在过去的20年中,治疗进展改善了多发性骨髓瘤患者的预后,新技术的进步促进了对驱动疾病发生发展的分子机制的理解。由于分子机制的不同,多发性骨髓瘤的临床经过极具异质性,某些患者可长时间缓解或功能性治愈,某些患者则早期复发或难治。为进一步改善预后,需要将异常分子信息纳入实践,辅助骨髓瘤的临床诊断、结果预测和治疗。

分子检测技术的进步使得分子标志物的确定成为可能

过去几十年中,分子生物学检测技术取得了很大发展,多发性骨髓瘤发病机制的理解得以进一步加深。G带细胞遗传学研究发现,免疫球蛋白重链(IgH)基因易位和超二倍体为疾病启动事件。t(4;14)、t(6;14)、t(11;14)、t(14;16)、t(14;20)等易位使得原癌基因MMSET/FGFR3、CCND3、CCND1、MAF和MAFB处于IgH基因增强子的调控之下,表达增加,促进cyclin D家族成员表达上调,致使G1/S检查点异常调节。超二倍体的特征是三体,但如何影响检查点调节的具体机制尚不明确。研究显示,继发获得性损害也参与细胞周期异常调节,促进细胞增殖和疾病进展。采用FISH、基因表达分析(GEP)和单核苷酸多态性(SNP)分析技术可进一步了解多发性骨髓瘤基因组的改变。

二代测序(NGS)的引入可更快地识别单核苷酸变体和较大的结构变化,如易位和拷贝数异常。目前已鉴定出数十种多发性骨髓瘤驱动基因,最常见的是RAS和NF-κB家族,很多突变与原发性骨髓瘤分子亚型相关,提示启动事件推动了后续分子学畸变。在上述检测新技术中,部分已获得CLIA认证并可用于诊断,而DNA甲基化分析等技术目前仍仅限于研究。

具有预后作用的生物标志物

预后标志物可用于鉴别疾病复发可能性和/或预测总生存。通常情况下,预测指标未纳入治疗因素,因此可根据预测给予个体化治疗建议。研究已证实某些改变与多发性骨髓瘤不良结果相关,其中一部分是克隆性启动病变,如t(4;14)、t(14;16)和t(14;20),而另一部分是结构性染色体改变,多发生于疾病进展过程中。

t(4;14)异位发生率为10%~15%

t(4;14)导致组蛋白甲基转移酶、MMSET和酪氨酸激酶、FGFR3基因置于IgH基因增强子下游。MMSET高表达可能与不良结果相关,FGFR3表达缺失的结果也同样不佳。MMSET导致表观遗传学重组,影响黏附、生长和生存,同时还会导致遗传学不稳定,包括 gain(1q)、del(12p)、del(13q)、del(22q)和BIRC 2/3纯合缺失,均与不良结果相关。与其他风险组相比,t(4;14)易位的结果异质性较大,因其易受其他病变和/或del(17p)的影响。

t(14;16)/t(14;20)异位发生率为2%~4%

t(14;16)和t(14;20)病例的遗传不稳定性相似,二者可导致MAF和MAFB上调,与gain (1q)和del(17p)有关。疾病通常有较多突变,与mRNA编辑酶APOBEC活性相关的突变特征相关。现已证明MAF和MAFb蛋白介导蛋白酶体抑制剂耐药可能是t(14;16)和t(14;20)患者结果不佳的原因。

del(17p)发生率为8%~10% (20% 阳性细胞为界值)

17号染色体短臂缺失与不良预后相关,与肿瘤抑制基因TP53表达缺失有关。偶有研究表明,FISH检测<20%细胞del(17p)也可能对临床结果有影响,但多数研究认为>20%才会产生显著影响。克隆的增加对预后的影响愈加明显,有些研究显示至少需要60%细胞del(17p)时才对预后产生显著的影响。近来有研究表明,双等位基因受损才会介导不良结果,受损可由两个染色体缺失造成,也可由一个染色体缺失和等位基因的TP 53突变造成,亦可由双等位基因突变造成。

Gain(1q)发生率为30%~35%

Gain(1q)与不良预后有关。由于该染色体上有大量基因,目前尚未明确哪个基因与不良预后最终相关。最常发生改变的(1q21)位点包括BCL 9、MCL 1、CKS1B和ANP32E基因,该位点易发生获得性突变。其他基因如1q32的CD45可能也很重要。获得与扩增的概念并不相同,前者只增加1个拷贝,后者增加至少1个拷贝,扩增病例的预后结果更加不良。

其他异位或拷贝数异常

del(1p)(诊断时发生率10%) 经常与gain(1q) 共存,与自体干细胞移植患者不良结果相关,可能与1p32位点上的CDKN2C和FAF1、1p12位点上的FAM46C、1p22位点上的RPL5和EVI5基因缺失有关。

Myc异常(诊断时发生率15%~20%)很常见,可能由继发易位或拷贝数的变化介导,与不良预后相关。t(11;14)和超二倍体属于标危,有研究表明,三体可能克服t(4;14)和del(17p)等损害的不良影响,其中三体3的影响最大。不过并非所有研究均支持上述结果。

突变

与不良结果相关的突变可作为预后标志物,已鉴定的突变包括CCND1和DNA修复途径基因(TP53、ATM、ATR和ZFHX4)。有些突变与良好结果相关,如IRF4和EGR1。基因组不稳定性分析显示,全基因组杂合性缺失增加也与不良预后相关。

RNA改变

基于DNA的检测既可鉴定单个基因损害,亦可明确全基因组不稳定性的标志物,而RNA和基因表达谱(GEP)则可用于检测增殖增强的标志物和特定途径的表达变化。70基因的GEP评分 GEP70(MyPRS)或92基因的SKY9249,其预后评估能力超过任何单个基因损害,15%的新诊断患者据此可确认为高危,应用的局限性在于可及性和结果解读。采用RNA-seq数据在骨髓瘤中发现了新的融合基因,部分与不良预后相关,如CSNK1G2和CCND1与无进展生存(PFS)缩短相关,MMSET和BCL2L11与总生存期(OS)缩短相关。

其他疾病特征

疾病的其他特征也可能与高危结果相关,可用作预后标志物。诊断时,原始浆细胞形态、肾功能衰竭、髓外疾病和浆细胞白血病都与预后不良相关。循环中的浆细胞,即使低于浆细胞白血病标准,也与不良结果相关。最近有研究表明,PET-CT和MRI上的病变数量和大小也可预测结果,且与分子特征无关。

风险分层需结合生物标志

随着技术的进步和数据的增加,分子改变对临床的影响也在发生变化,从单个损害定义高危疾病到采用2~3个损害指标共同定义。高危改变见于30%~50%的患者,这部分患者中需要进一步确定极高危的患者,即无论采用何种治疗均预后极差,鉴定方法如下:

大于1个不良遗传学改变

易位和拷贝数变化与不良预后相关,并已被证实具有累积性,因此大于1个不良遗传学改变预示着更差的预后,在MRC Myelom IX研究中被定义为超高危,约占15%。

R-ISS评分

R-ISS评分在B2M、白蛋白和LDH基础上纳入了基因的结构改变,以更准确地预测风险。低危R-ISS组Ⅰ、ISSI期,无高危细胞遗传学异常(CA)[del(17P)和/或t(4;14和/或14;16)]且LDH正常;高危R-ISS组Ⅲ、ISSIⅡ期,高危CA或高LDH,10%~18%的患者为R-ISS Ⅲ。该评分系统中每个指标对风险组的确定具有相同的作用。

双打击多发性骨髓瘤

根据Myeloma Genome Project并结合NGS和基因结构异常可更好地定义骨髓瘤风险,将风险最高者定义为双打击多发性骨髓瘤,即同一基因两次打击,如TP53双等位基因缺失(突变、缺失或二者均有)或1q的2个额外拷贝。这组患者占6%~10%,较R-ISS具有更强的预后预测能力。其他研究组也证实了拷贝数和TP53突变状态的重要性,伴amp(1q)代表了多发性骨髓瘤风险预测的最新进展。然而部分患者未携带上述任何分子改变,亦会出现早复发,这些患者属于高危表型,PFS和OS均很差,在初次复发时需要不同于标准治疗的治疗。目前正在进行的分子研究可能有助于确定早期复发的潜在驱动因素,据此改变一线治疗对长期生存获益有帮助。

不同疾病阶段的预后标志

上述标志物主要见于新诊断患者,实际上许多不良标志物在疾病后期出现更多且仍具有预后作用。治疗反应也可作为标志物,特别是骨髓微小残留病(MRD)或影像学改变。

高风险组应依据风险分层进行治疗

除了提供重要的预后信息外,识别早期进展或死亡患者的真正用途是采取不同的干预措施。相关临床研究目前正在进行,存在的问题是高危和标危患者对治疗反应通常并无差别,差别在于高危患者更早复发,而反应深度在高危人群的预后预测能力并不好,如del(17p)或≥2个细胞遗传学异常的患者,严格完全反应(sCR)和MRD阴性并不能转化为更好的PFS或OS。

既往研究的亚组分析显示,高危患者可采用如下治疗方法。首先,蛋白酶体抑制剂可部分克服t(4;14)/del(17p)的不良影响,新蛋白酶体抑制剂Carfilzomib和Ixazomib的研究结果也支持上述结论;其次,自体造血干细胞移植后来那度胺维持治疗也有类似作用,这就表明新药可改善但并不能完全消除高危疾病的不良结果;新诊断患者双次移植、移植后巩固和维持治疗均对高危患者有效,可在一定程度上减轻不良预后结果,但目前并无任何治疗能完全克服高危病变的不良影响,需进一研究明确高危患者的治疗方案。

目前有多项高危患者参与的研究正在进行。Total Therapy系列研究中的TT5研究72招募了GEP70定义的高危疾病患者,给予剂量密度化疗,减少治疗间期,预防因中断治疗所致的复发,如自体移植恢复过程中的复发。将TT5研究中的患者与风险匹配的TT3研究中的患者比较,生存无显著差异,治疗早期过程复发患者减少,倾向于后期维持治疗时复发。因此TT5b和TT7研究对这一阶段的治疗做进一步探讨,采用更新的蛋白酶体抑制剂和免疫治疗进行干预。其他研究则在探讨如何加强诱导强化,自体和异基因移植以及免疫治疗,如UK MUK9b、US 2015-12和German GMMGCONCEPT研究采用CD38抗体、蛋白酶体抑制剂和雷那度胺作为强化一线治疗,同时延长巩固和维持治疗。

现有研究中,高危多发性骨髓瘤的定义并不一致,这意味着对PFS和OS的比较很具挑战性,这一领域值得进一步研究。高危多发性骨髓瘤患者治疗的临床需求尚未满足,因此也是新药或新治疗方法检验疗效的理想目标,可以预期新的免疫治疗方法,如CAR-NK细胞、双特异性抗体和抗体药物耦合剂将很快进入高危多发性骨髓瘤的一线治疗研究。此外还有研究通过诱导治疗后MRD结果来指导下一步的治疗,MRD+者强化治疗,MRD-者降级治疗。

预测标志物的进展

预测标志物可预测特定药物对预后的影响。就突变而言,2/3的患者携带具有预测作用的靶病变,包括易位和/或蛋白质表达模式异常。目前仅有部分针对靶病变的治疗进行临床研究。

临床研究中根据分子标志选择靶向治疗

(1)venetoclax

Venetoclax是BCL2抑制剂。体外研究显示, t(11;14)细胞株和患者标本对venetoclax有较高敏感性,可能与BCL2与MCL1的高表达率相关。有研究显示,复发/难治多发性骨髓瘤患者接受venetoclax单药治疗, t(11;14)患者总体反应率(ORR)为40%,BCL2:MCL1和BCL2:BCL2L1 mRNA表达水平与疗效及t(11;14)状态相关。另一项研究采用venetoclax+硼替佐米+地塞米松治疗,所有患者的ORR为67%,t(11;14)为78%,与单药结果相似,BCL2高表达患者治疗反应更好,PFS更长。无t(11;14)或高BCL2表达患者的高疗效可能源于硼替佐米上调NOXA,NOXA可以中和MCL1作用,增加BCL2∶MCL1比率和对venetoclax的敏感性。上述结果显示,BCL2∶MCL1或BCL 2∶BCL2L1 mRNA表达作为预测标志物可能有助于指导治疗。

(2)RAS途径抑制剂

测序研究发现大约50%患者(25%NRAS、25%KRAS和4%BRAF)存在RAS突变,因此开始评估RAS通路抑制剂的治疗作用。药物包括BRAF抑制剂和MEK抑制剂。目前研究多限于病例报告和病例系列,但仍显示出对复发/难治性疾病具有治疗作用,前瞻性研究目前正在进行。

(3)发展中的治疗

目前已鉴定了更多用于预测治疗反应的靶点,大部分仍处于早期研究阶段,如IDH1/IDH2突变和IDH抑制剂、杂合性缺失或ATM/ATR突变和PARP抑制剂、FGFR3突变和FGFR3抑制剂。目前拟研究更多药物和靶点,如多发性骨髓瘤的融合基因多含有激酶结构域,提示激酶抑制剂潜在的治疗作用。实体瘤研究表明,高突变负荷患者对PD-1/PD-L 1抑制剂反应良好。通常多发性骨髓瘤的突变负荷低于实体瘤,但t(14;16)MAF易位患者具有APOBEC特征和较高的突变负荷,为免疫检查点抑制剂治疗提供了依据。

靶向治疗的局限性

靶向药物的缺点是必需以标志物为基础,而克隆的存在具有异质性,不是所有细胞都携带遗传学损害,同一患者、不同时间点、不同部位的活检存在分子差异。另一个缺点是缺乏RNA和蛋白质水平数据的整合,从而影响治疗决策,这是因为药物主要作用于蛋白质,随着更多整合分子模型的出现,这种限制可能会被克服。低频率突变给临床研究设计带来困扰,需要新的研究方法解决,伞式研究或篮子研究可能会较好地解决这一问题。此外,鉴于某些疾病的少见性,个案经验也值得发表。

结语

过去的10年中,多发性骨髓瘤生存改善主要见于低危患者,PFS已超过8年。目前多发性骨髓瘤个体化治疗主要考虑年龄和并发症,若要进一步改善治疗结果则必需纳入分子学信息来指导治疗。目前高危多发性骨髓瘤患者疗效改善可采用强化治疗,虽可能改善疗效,但缺乏对改善机制的理解,亦可采用分子靶向药物单药或与其他药物联合进行治疗。迄今为止,所有预后和预测标志物均为浆细胞的遗传学损害。随着蛋白质分析技术的发展,免疫治疗必将纳入现有治疗中。


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