2023精准医学时代高通量测序在髓系血液肿瘤诊疗中的应用

2023精准医学时代高通量测序在髓系血液肿瘤诊疗中的应用

髓系血液肿瘤的发生是遗传学异常驱动的造血干细胞克隆性扩增的结果。

尽管形态学在髓系血液肿瘤的诊断中起着至关重要的作用，但二代测序

（NGS放术如靶向NGS、全外显子组测用WGS）、全基因组测用WES）、

全转录组测序（WTS）和单细胞测序等，可以使我们快速、准确、全面地

了解遗传学异常改变。基因组特征在髓系血液肿瘤准确诊断和分类、危险

度评估、治疗方案选择和疗效评估等方面的作用越来越重要。因此，这一

领域的研究一直是近几年美国血液学会（ASH）年会的热点。现就第64

届ASH年会急性髓系白血病（AMLX骨髓增生异常综合征（MDS）和

骨髓增殖，的中瘤（MPN）方面的内容进行介绍。

1AML

1.1诊断和分型

1.1.1世界卫生组织（WHO）2022分类和国际共识分类（ICC）与

WHO2017分类的比较

自2017年WHO分类第4版（WHO2017）发布以来，血液肿瘤分子遗

传学领域取得了突破性进展，在此背景下2022年WHO分类第5版

（WHO2022师2022国际共识分类ICC纳入了一系列新的相关内容。

如WHO2022不再设定髓系恶性肿瘤伴遗传学异常（DGA）原始细胞的

最低诊断阈值，而ICC与WHO2022相呼应，将AML-DGA的原始细胞

阈值设置为10%,而无DGA的原始细胞比例为10%~19%的病例被定义

为新的MDS/AML亚型。此外,WHO2022和ICC者口将WHO2017的

AML伴骨髓发育不良相关改变（AML-MRC）亚型改为AML伴骨髓发育

不良相关（AML-MR\AML-MR去除了骨髓病态造血和发育不良作为唯

一的该亚型诊断标准，更新了细胞遗传学标准，引入了SRSF2、SF3B1、

U2AF1、ZRSR2、ASXL1、EZH2、BCOR、STAG2突变基因。因此，了

解WHO2022和ICC对AML患者分类的影响，是第64届ASH年会的

，执、、、占八、\0

德国MLL慕尼黑白血病实验室的Huber等将746例初诊AML患者分别

按WHO2017和WHO2022、ICC分类比较，发现WHO2022和ICC的

AML-DGA组（不包括MR）与WHO2017相似，占比为65%，但其组

成发生了变化，主要是由于WHO2022和ICC分类增加了一些新的基因

重排,如KMT2A重排（KMT2A”）组（44例）纳入了18例（41%）携

带MLLT3以外其他伙伴基因的患者；MECOM-r组（64例）纳入了28

例（44%）GATA2之外其他伙伴基因的患者,以及分别有5例和1例患

者被纳入了新增加的组别NUP98-r（5例）和携带其他DGA（1例，

KAT6A::CREBBP\止匕夕卜,由于WHO2022和ICC去除了RUNX1暂

定亚型，48例根据WHO2017被分到RUNX1突变组的患者中37例被

重新划分到AML-MR组。由于WHO2022和ICC中AML-MR类别增加

了8个突变基因，导致其占比（28%）较WHO2017中AML-MRC占比

(22%)升高。相反，AML非特指型(AML-NOS)占比从13%降至5%0

上述结果显示WHO2022和ICC中根据DGA分类患者的比例明显增高，

根据形态学分类患者的比例明显降低。此外，WHO2022和ICC的基本分

类概念相似，但因部分患者的诊断标准存在差异而无法比较，因此，统一

两种分类的诊断标准，避免临床上的混淆，对AML临床诊疗和研究都至

关重要。

1.1.2突变基因对AML预后的影响

突变基因对AML预后的影响，尤其是对正常核型AML(NK-AML)预后

的影响非常显著。如2022年欧洲白血病网AML预后危险度分层

(ELN2022)将NPM1突变分为低危组,FLT3-ITD突变为中危组，TP53

突变为高危组。但大量NGS结果显示AML常见突变基因存在伴随突变，

二者对AML患者预后影响有叠加作用。通过对大量AML患者基因突变谱

分析，可以进一步剖析不常见基因突变组合对AML预后的影响。

NPM1突变患者约占AML的30%，约占NK-AML的50%,通常NPM1

突变AML患者被认为预后良好，但NGS结果显示，NPM1突变患者常

伴有20余种突变基因，不同的伴随基因突变可能显著影响患者预后。西

班牙萨拉曼卡大学医院的HernandezSanchez等从HARMONY

Alliance数据库中筛选出1093例接受强化疗的NPM1突变AML患者,

通过开发一种机器学习算法，对4种共突变基因组合患者总生存(OS)

的影响进行分析，通过将突变组合与Kaplan-MeierCox回归模型进行

比较，构建了NPM1突变AML新的风险分层模型，该模型通过外部患者

队列得到了3佥证。该模型的分析显示，1093例NPM1突变AML患者根

据不同共突变组合，可分为低危、中危-1、中危-2和高危4组，其3年

OS率分别为78%、63%、48%和29%P<0.001）3年无复发生存（RFS）

率分别为71%、59%、39%和26%（P<0.001\高危组包括NPM1突

变+FLT3-ITD突变+DNMT3A突变组合患者（272例）和TP53突变患

者（17例%值得注意的是，该研究发现，并非所有FLT3-ITD突变患者

预后均为中等或不良，如NPM1突变+FLT3-ITD突变+IDH突变

+DNMT3A野生型组合患者预后良好，2年OS率为80%o同样，并非

所有DNMT3A突变患者预后均为中等或不良，NPM1突变+DNMT3A

突变+NRAS、KRAS、PTPN11或RAD21突变的患者预后较好，2年OS

率为80%o以上结果充分证明，不同共突变组合对AML患者预后影响巨

大，值得临床医生充分重视。

ELN2022将TP53突变且等位基因变异频率（VAF）值210%的AML患

者纳入高危组但根据WHO2022,MDS伴双等位基因TP53突或bTP53

突变）为单一亚型，且与单等位基因TP53突变（sTP5突变）MDS患者

相比，预后更差。是否TP53突变AML患者预后也存在类似表现，法国

的Fenwarth等回顾性探究了TP53等位基因的突变状态对接受强化治疗

AML患者预后的影响。该研究共纳入来自3个临床试验的983例成年

AML患者，其中83例为TP53突变患者（8%;21例ALFA-0701,28

例ALFA-0702,34例ALFA-1200）,14例为sTP53突变,69例为bTP53

突变。与STP53突变相比，bTP53突变患者OS更差（2年OS率：4%

比43%,P<0.001X另外一项来自德国MLL慕尼黑白血病实验室的773

例AML的WGS数据显示，AML伴双打击TP53突变患者的中位OS时

间为1个月（HR=5）,而AML伴单打击TP53突变患者的中位OS时间

为8个月（HR=1.81表明AML患者TP53突变的VAF值及等位基因状

态均显著影响其预后。

1.2危险度分层

更新后的ELN2022遗传学危险度分层结合了AML分子遗传学的最新进展。

与ELN2017相比，主要更新包括:（1）高危增加了7个MDS相关突变;

（2）将具有高危细胞遗传学异常的NPM1突变患者置于高危组；（3）将

FLT3-ITD突变置于中危组，不再考虑等位基因比例；（4）bZIPCEBPA突

变替换了双等位基因CEBPA突变作为低危组。这些更新对AML患者的危

险度分层有何影响，来自美国俄亥俄州立大学综合癌症中心的Mr6zek等

回答了这个问题。他们纳入Alliance临床试验1098例接受阿糖胞昔/意

环类药物诱导治疗的初诊成年AML患者，比较了ELN2022和ELN2017

中AML患者危险度分层的结果。根据ELN2022,低、中、高危患者的比

例分另!）为38%、26%、36%,与ELN2017相比（彳氐危43%,中危25%,

高危32%），低危组占比减少，高危组占比增加。ELN2022与ELN2017

预测患者完全缓解（CR）率、OS无明显差别。另外一项韩国全南大学和

顺医院Song等关于真实世界的研究结果显示，624例成年初诊AML患

者均接受标准3+7方案诱导化疗，其中235例（44.9%）接受异基因造

血干细胞移植（allo-HCST1根据ELN2017危险度分层，低危218例

（34.9%），中危298例（47.8%），高危108例（17.3%工根据ELN2022

危险度分层，ELN2017低危患者中31例被划为中危组，3例被划为高危

组。但在未进行allo-HCST的患者中，ELN2022低危患者显示出比中危

和高危患者更长的0S（P=0.003）和无事件生存（EFS）时间（P<0.001）0

在ELN2017中危患者中，21例被划为ELN2022低危组，46例被划为高

危组，各组OS和EFS差异均有统计学意义（均P<0.001X上述结果显

示ELN2022危险度分层在真实世界中优于ELN2017。

1.3微小残留病（MRD）

MRD检测在AML患者疗效评估、治疗选择、复发预测等方面具有重要意

义。常用的MRD检测方法为实时荧光定量聚合酶链反应（RT-PCR）和

多参数流式细胞术（MFC12021年ELN推荐去错-NGS配合MFC检测

AML患者MRD,检测下限为10-3。其优点是准确性高，可同时检测多

种突变基因的动态变化，缺点是检测时间长、费用偏高。

来自法国巴黎圣路易斯医院的Hirsch等在ALFA-0702研究中采用含67

个基因的去错-NGSpanel（VAF阈值为0.1%）,检测了189例AML患

者的MRD（NGS-MRD）,并评估了克隆造血相关突变DNMT3A.TET2

或ASXL1（DTA）对患者预后的影响。初诊时181例（95%）患者中检

测到至少1个基因突变，诱导治疗后91例患者未检测到突变基因

（NGS-MRD阴性），90例患者至少检测到1个突变基因（NGS-MRD阳

性），其中42例患者仅检测到DTA突变（DTA-MRD）0在单变量分析中，

NGS-MRD阳性患者与阴性患者相比，4年无白血病生存（LFS）率和OS

率显著降低（4年LFS率：44%比68%,P<0.001;4年OS率：57%比

81%,P<0.001XDTA-MRD和非DTA-MRD患者之间的LFS和OS差

异无统计学意义。在67例NPM1突变患者中，41例未检测的NPM1突

变（包括21例NGS-MRD阳性和20例NGS-MRD阴性）,26例检测到

NPM1突变（包括16例NGS-MRD阳性和10例NGS-MRD阴性\当

调整ELN状态和NPM1-MRD时，NGS-MRD阳性与较低LFS率呈非显

著趋势相关（HR=2.3,P=0.063X

近年来，单细胞测序技术以其高灵敏性、特异性和分辨率的优势，在血液

肿瘤的MRD监测中崭露头角。美国MissionBio公司开发了一款单细胞

DNA&Protein多组学的检测平台Tapestri,已用于多项血液肿瘤克隆进

化和耐药的研究，并在AML的MRD检测中显示出卓越的应用前景。通

过两步法微流控技术和生物信息学分析手段，该检测平台可以区分DNA

层面纯合子和杂合子突变，可以分析单个细胞的共突变和患者细胞的克隆

结构，还可以同时分析1个细胞的基因型和细胞表面免疫表型，在MRD

检测中可区别血视中瘤标本中克隆造血克隆和白血病克隆。来自美国纽约

纪念斯隆凯特琳癌症中心的Robinson等利用此平台检测了29例AML

患者诱导后单细胞MRD（scMRD）,即在富集患者样本的CD34阳性和

（或）CD117阳性祖细胞后，进行多样本混合，然后在Tapestri平台上

进行单细胞多组学分析，并与NGSpanelMRD（pMRD）检测结果进行

比较。结果显示，scMRD与pMRD的结果73%相同，scMRD的突变平

均VAF高于pMRD,scMRD检测出17个突变是pMRD漏掉的，包括

RUNX1（5例INPM〉（3例由KRAS（2例】IDH2（2例］WT1（2

例）、JAK2（1例〃TP53（1例）和SRSF2（1例）突变，其中14个突

变在复发时出现。scMRD数据描绘出克隆结构，并鉴定了白血病前期和

白血病克隆。在5个造血干细胞移植（HSCT）后样本中，scMRD通过

SNP位点很容易区分供体与非供体来源的细胞。单细胞免疫表型分析结果

显示，与MFC鉴定的患者白血病原始细胞异常免疫表型一致。更重要的

是，在比较患者内部和患者间的白血病前期和白血病克隆（即仅DNMT3A

与共突变体DNMT3A/NPM1）时，确定了不同的免疫表型状态。这些数

据表明，MRD时间点综合基因组/免疫表型分析可以区分克隆性造血和白

血病前期/白血病克隆，预测复发的可能性明显提高。

2MDS

2.1诊断和分型

在WHO2022和ICC中，MDS分类又增加了2个根据遗传学改变定义的

亚型：低原始细胞的SF3B1突变和双等位基因TP53突变的MDS

（MDS-biTP53X德国慕尼黑MLL白细胞实验室的Huber等将705例

初诊MDS患者分别按WHO2017.WHO2022、ICC比较发现，与

WHO2017相比，WHO2022和ICC最大的分类变化在MDS-biTP53,

该亚群主要由MDS伴原始细胞增多（MDS-EB亚型组成30/40;75%\

按照WHO2022,12例MDS被重新分为AML,其中8例为MDS伴原

始细胞增多（MDS-EB2）型（MECOM-r5例,KMT2A-r1例,NPM16

例\根据ICC,8例MDS-EB2患者被归类为AML（NPM14例,CEBPA

4例\根据ICC和WHO2022,4/16例患者因NPM1突变和210%的原

始细胞被划为AML0来自中国医学科学院血液病医院Zhang等应用852

例的队列评估了WHO2022中关于MDS分类的有效性。根据WHO2022,

30例NPM1突变患者被重新分类为AML,9例MDS不可分类MDS-U）

被重新分类为意义未明的克隆性血细胞减少症（CCUS）0生存分析显示,

MDS-biTP53和骨髓纤维化（MDS-f）亚型的中位生存时间较短，MDS

伴骨髓发育不良（MDS-h）和MDS伴低原始细胞（MDS-LB）患者的中

位生存期均未达到，但MDS-h患者的中位生存期较MDS-LB患者长（P

=0.07）,MDS伴原始细胞增多（MDS-IB2）和MDS-IB1患者的中位生

存期分别为24和26个月。

MDS分类中相当一部分还要根据形态学诊断，这很容易产生人为误差。

来自德国慕尼黑MLL白血病实验室的Haferlach等试图通过WGS技术,

对MDS患者全部从遗传学角度分类。他们对735例初诊MDS患者进行

WGS分析根据遗传学改变将患者分为9个亚型分别为双等位基因TP53

失活复杂核型；RUNX1突变ASXL1突变;5q-5F3B1突变;DNMT3A.

TET2、U2AF1、SRSF2和（或）ZRSR2突变；在21个重现性突变中至

少存在1个突变；未发现上述遗传学改变。以上9个亚型患者的OS呈现

显著差异。在包括以上9个遗传亚型和原始细胞计数的单变量Cox回归分

析中，原始细胞比例＜5%比25%、＜10%比210%与OS显著相关，但多

因素Cox分析显示原始细胞比例与预后无关，而双等位基因TP53失活、

复杂核型、RUNX1突变、ASXL1突变、SF3B1突变是OS的独立影响因

素。这一研究显示按照遗传学异常分类更优于形态学分类，并为未来MDS

的精准治疗提供了依据。

2.2危险度分层

2022年《新英格兰医学杂志》发表MDS分子国际预后评分系统（IPSS-M\

该评分系统在修订的国际预后评分系统（IPSS-R）的基础上进行了扩展，

除整合了MDS患者的细胞遗传学、骨髓原始细胞、血红蛋白和血小板计

数外，还囊括了31个MDS相关基因突变，并权衡了这些突变对预后和

结局的影响。该模型将患者从极低危到极高危分为6组，旨在使每组患者

在OS.LFS和白血病转化方面有显著差异。来自美国佛罗里达州H.Lee

Moffitt癌症中心Aguirre等通过大样本发现组队列和验证组队列验证了

该模型（2356例X约有45%按照IPSS-R分类的患者（1066例）,根

据IPSS-M风险分层模式重新分配到6个危险组：极低危（VL）、低危组

（L\中等低组（ML\中高危（MH［高危（H）和极高（VH\从VL

到VH的中位LFS时间分别为12.3、6.9、3.6、2.2、1.4和0.5年，OS

时间分别为11.7、7.1.4.4、3.1,2.3和1.3年。C指数增加了2.3、2.0

和1.5,表明IPSS-M评分系统显著提高了IPSS-R相关的各组LFS、OS

和白血病转化的区别。

意大利的Sauta等研究了IPSS-M在真实世界MDS群体中的应用，特别

是他们还评价了不同治疗条件下低甲基化药物KHMA）、HMA+allo-HSCT

和allo-HSCT,IPSS-M系统的预测和预后能力，以及在缺少分子遗传信

息条件下IPSS-M预测的准确性。与Aguirre等的结果相同，约46%按照

IPSS-R分类的患者重新配至IPSS-M各组。与IPSS-R相比，IPSS-M各

组的区分更显著（OS的C指数为0.81比0.74,LFS的C指数为0.89比

0.76）。该团队还分析了IPSS-M在接受HSCT和HMA患者中的预后预

测价值。在964例接受allo-HSCT治疗的患者中,IPSS-M显著提高了

IPSS-R对疾病复发风险和移植后生存概率的预测（OS的C指数分别为

0.76、0.60,复发概率的C指数分别为0.89、0.70）oHMA治疗的整个

人群中（268例），中位OS时间为13.9个月。MH组中位OS时间为20.7

个月，M组为17.9个月，VM为12.7个月（P<0.001X在一组只有15

个突变基因（ASXL1、CBUDNMT3A.ETV6、EZH2、FLT3、IDH2、

MLLPTD、NPM1、NRAS、RUNX1、SF3B1、SRSF2、TP53multihit

和U2AF1信息的患者中JPSS-M预测的准确率为80%C指数为0.8）,

如果一组患者只有10个和7个基因，贝ljIPSS-M的预测准确率分别降至

<70%和<60%。

2.3疗效评估

阿扎胞昔和地西他滨等HMA是目前MDS的标准治疗方案。虽然HMA

可改善血细胞减少并延缓疾病进展，但大多数患者对此类药物应答率低,

预后较差，且向AML转化的风险增加。这给HMA失败(HMA-F)后的

治疗带来了重大挑战。来自美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心的

Chien等评估了HMA-F治疗时MDS患者的基因组变化及其对MDS患

者预后的影响。799例MDS患者中，149例(32%)发展为HMA-F,

该类患者预后较差，主要表现为HMA-F时细胞遗传学克隆数量减少、核

型异常获得或丢失，或优势克隆随中期分裂数改变。然而，HMA-F新获

得或丢失的突变对OS无显著影响，但主要突变基因VAF的变化与中位

OS时间(HR=0.47,P=0.02)至HMA-F时间(HR=0.46,P=0.02)

及自HMA-F开始的中位OS时间(HR=0.55,P=0.072)密切相关。

3MPN

3.1危险度分层

血栓形成是真性红细胞增多症(PV)患者死亡的重要原因。传统的两层风

险分层仅考虑年龄260岁和既往血栓形成作为血栓形成的危险因素。来自

中国医学科学院北京协和医学院的研究将遗传和临床信息整合到血栓风

险分层中，旨在提高PV患者血栓的预测能力，并根据新模型提出风险适

应的治疗策略。该研究纳入372例患者作为训练集，195例患者作为外部

验证集。多因素分析显示，年龄260岁、心血管危险因素、至少1个血栓