严 科,邹立群
(四川大学华西医院,四川 成都 610041)
急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)是儿童最常见的恶性肿瘤,在过去50年中随着现代化疗方案的应用,ALL儿童的总体存活率已从10%上升到近90%,总体存活率的显著改善源于根据危险因素分层和微小残留病变(minimal residual disease,MRD)检测结果指导治疗以及多药化疗方案的有效性。然而,15%~20%的患者仍然会复发并导致治疗失败或死亡,且青少年和青壮年的预后比儿童更差[1]。近年来有研究发现了B-ALL的一个高危亚型,并将其命名为费城染色体样(Ph-like) ALL或BCR/ABL1样ALL,2016年世界卫生组织在原始B细胞淋巴瘤/白血病分类中将其列入其中[2]。Ph-like ALL定义为酪氨酸激酶基因和细胞因子受体的高表达,其基因表达谱与Ph阳性ALL相似,但没有特有的BCR/ABL1重排。本综述就Ph-like ALL近年来的诊断和治疗进展进行归纳总结。
有流行病学研究表明[3],Ph-like ALL在年轻人(21~39岁)中占ALL总数的27.9%,在成年人(40~59岁)中占20.4%,在老年人(60~86岁)中占24.0%。美国MD Anderson癌症中心报告称[4],在接受白血病细胞基因表达谱分析的148例成年患者中,49名(33.1%)被诊断为Ph-like ALL。哥伦比亚有一项临床研究显示[5],在121例18岁以下的B-ALL患者中,Ph-like ALL患者为15例(12.4%)。对比以上研究结果,可发现Ph-like ALL的发病率因年龄、地区以及所使用的诊断方法不同而存在差异,标准化诊断方法和定义将有助于更好地估计Ph-like ALL的发病率。
尽管Ph-like ALL具有分子异质性,但其共同特点为酪氨酸激酶激活、细胞因子受体基因突变以及频繁的IKZF1突变[6]。根据激活的通路不同,Ph-like ALL患者主要被分为3组:激酶通路改变、细胞因子受体通路改变和其他通路激活(如RAS通路)。
2.1 激酶通路改变90%的Ph-like ALL患者都有激酶激活改变,其中高达80%的病例为IKAROS家族锌指1(IKZF1)的缺失。正常情况下IKZF1参与B细胞分化,其功能改变预示着前体B细胞ALL预后不良[7]。融合转录本的5′部分导致结构性酪氨酸激酶的激活,不需要受体刺激或与配体结合;融合转录本的3′部分决定了下游信号的转导级联,以及哪种抑制剂可通过抑制级联反应从而抑制白血病细胞生长[8]。ABL基因重排及与不同配对基因融合最终导致了ABL激酶激活和白血病的发生,这些也常见于Ph-like ALL患者中(9.8%~12.6%)[9]。其他较少见的激酶改变包括血小板衍生生长因子受体(PDGFR A和B)、集落刺激因子1受体(CSF1R)、fms相关酪氨酸激酶3(FLT3)、二酰甘油激酶(DGKH)、神经营养受体酪氨酸激酶3(NTRK3)、蛋白酪氨酸激酶2β(PTK2B)和B细胞连接蛋白(BLNK)等[10]。
2.2 细胞因子受体通路改变CRLF2改变在成人Ph-like ALL患者中较为常见,50%~60%的病例可发生这种改变,并且往往见于老年患者,其白细胞计数高于非CRLF2重排的患者。此外,与其他种族相比CRLF2改变在西班牙裔患者中更常见,过度表达的患者中有78%是西班牙裔,大多数重排涉及IgH-CRLF2,其次是P2RY8-CRLF2[11]。CRLF2的重排或序列突变仅在Ph-like ALL亚群中被发现,研究人员目前正在建立诊断算法,先通过流式细胞术评估CRLF2的过度表达,然后对特定的CRLF2重排进行遗传学确认。CRLF2过表达的患者中有47%伴有JAK突变,理论上这些患者可以使用JAK抑制剂进行靶向治疗[12]。
2.3 其他通路改变除了激酶和细胞因子受体的改变,相当数量的Ph-like ALL患者都有RAS通路突变(KRAS、NRAS、NF1和BRAF)及下游RAF-MEK-ERK激酶轴的激活,这是MEK抑制剂发挥作用的潜在靶点[13]。
总之,通过基因组学分析可将Ph-like ALL可以细分为7个不同的亚群,分别为:①CRLF2重排(49.7%),其导致的CRLF2过表达是BCR-ABL1-like ALL中最常见的基因异常之一,CRLF2与IL-7RA聚合形成的异源二聚体是胸腺间质淋巴细胞生成因子(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)的功能性受体,当该二聚体与 TSLP 结合后可激活下游信号通路,介导淋巴细胞生成、过敏反应、炎症反应等一系列过程;②ABL融合(12.6%),包括ABL1、ABL2、CSF1R和PDGFRb,这些融合基因所表达的融合蛋白在结构上与 BCR-ABL1相似,能够被ABL1抑制剂伊马替尼和(或)ABL/SRC双抑制剂达沙替尼等酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors,TKIs)所抑制,所以被统称为“ABL族”;③JAK2(7.4%),或EPOR(3.9%)重排,JAK2 是一种在多种细胞因子受体信号通路中必需的非受体酪氨酸激酶蛋白,在正常造血中起到重要作用。EPOR基因表达促红细胞生成素受体,通过 JAK2 和 STAT5 调控红细胞生成,在红细胞的生长发育中起到不可或缺的作用,当 EPOR 基因发生重排,异常激活 JAK-STAT 通路,进而导致白血病的发生;④IL7R、FLT3、TYK2、SH2B3、IL2RB、JAK1、JAK3和其他JAK-STAT信号通路基因改变(12.6%);⑤Ras突变(4.3%),RAS 通路相关基因突变也存在于其他 ALL 亚型中,如超二倍体 ALL、MLL重排 ALL、BCR-ABL1阳性ALL等。突变的 Ras 蛋白可持续活化,造成下游 Ras-Raf-MEK-ERK 通路过度激活,从而导致细胞的过度增殖与肿瘤的发生;⑥罕见的融合,如DGKH和NTRK3;⑦无激酶激活改变者(4.8%),在这部分BCR-ABL1-like ALL中,使用目前的方法进行基因组分析,未能发现与激酶激活相关的基因异常。表1总结了Ph-like ALL常受影响的基因。
表1 Ph-like ALL的遗传学特征
自Ph-like ALL被发现以来就被归类为B-ALL的一个高危亚型,尽管采用了现代化疗方案,但其预后仍然很差。目前研究已经确定了男性、发病时白细胞计数>10万/μl和西班牙裔种族为与Ph-like ALL表型相关的临床特征[14]。唐氏综合征患者相比正常人更容易患Ph-like ALL[15]。
截至目前,所有儿童和成人Ph-like ALL的相关研究都表明,与非Ph-like ALL患者相比,Ph-like ALL患者的预后更差。大多数研究表明,诱导末期MRD阳性频率较高和诱导失败是导致Ph-like ALL患者无事件生存期(event free survival,EFS)和总生存期(overall survival,OS)较差的原因。Ph-like ALL患者的预后在不同的年龄段都不同,成年人的预后较儿童和青少年差,其中5年EFS分别为24.1% vs. 41.0%和58.2%,5年OS分别为25.8% vs. 72.8%和65.8%[16]。此外,由于基因改变不同,Ph-like ALL的亚群也存在结局差异,携带JAK2和EPOR重排的患者结局最差,而带有IKZF1缺失的Ph-like ALL患者的结局比IKZF1未缺失的患者更差。尽管在一些研究中基因表达谱已被确定为一个独立的不良预后因素,但MRD的预后价值在Ph-like ALL的治疗中是至关重要的[17]。一项单一机构的研究显示[18],基于MRD指导的Ph样和非Ph-like ALL患者的治疗结果相同,这是由于诱导后MRD阳性的Ph-like ALL患者在首次缓解期接受造血干细胞移植的比例是非Ph-like ALL患者的3倍。在另一项多变量分析的研究中[14],MRD状态比Ph-like ALL的表型在OS方面有更大的预后价值,再次强调了严格的MRD监测和风险导向治疗的重要性。相反,MD Anderson癌症中心针对Ph-like ALL成年患者的研究发现,缓解期的MRD状态对长期生存结果没有影响(中位OS时间,MRD阴性组26.2月vs. MRD阳性组23.0月,P=0.318)[4]。
最近,全基因组关联研究发现了GATA3(Rs3824662)的种系遗传变异,这些变异使人易患Ph-like ALL,特别是在年龄较大的西班牙裔儿童和成年人中[19]。此外,ARID5B、IKZF1、CEBPE、PIP4K2A和CDKN2A/CDKN2B基因的遗传多态性也与Ph-like ALL亚型相关,其中一些变异已被证明影响治疗结果,如GATA3的单核苷酸多态性与更高的复发风险相关。
Ph-like ALL的诊断有助于更好地确定患者的风险,还可根据基因突变情况制定个性化治疗方案。
4.1 针对性方法一些单一的试验方法可作为筛查工具,以识别Ph-like ALL的某些改变。如利用流式细胞仪可检测细胞表面CRFL2的过表达,通过荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)可证实CRLF2的重排。此外,对于其他已知的激酶(如ABL1、ABL2、CSF1R、PDGFRB、JAK2),可进行激酶测定以评估重排,但此种方法无法检测融合伴侣及其结构[20]。
4.2 分层方法儿童癌症中心(COG)已使用复杂诊断算法对所有新诊断的高危B-ALL患者(年龄10~16岁或白细胞计数≥50000/μl)进行了Ph样标记和下游激酶改变的筛查。第一步涉及基于定量RT-PCR的低密度阵列(LDA)平台,该平台根据在Ph-like ALL中高表达的8或15个基因的表达计算Ph样系数为0~1,将系数大于0.5的患者指定为Ph-like ALL。评估CRLF2表达和P2RY8-CRLF2融合状况,然后进行一系列下游试验以鉴别其余的基础激酶病变。在缺乏P2RY8-CRLF2融合的CRLF2高表达病例中进行FISH以检测IGH-CRLF2重排。对所有确诊为CRLF2重排的病例进行JAK1、JAK2和IL7R突变的Sanger测序。CRLF2阴性病例采用靶向Archer Dx FusionPlex panel进行检测。在治疗开始后的4周内返回结果,以便及时调整诱导治疗方案[21]。
4.3 全面测序目前有几种基于DNA和RNA的测序平台,可灵敏地检测白血病相关的基因改变。FoundationOne Heme panel是一种靶向方法,可识别约400个癌症相关基因的碱基置换、插入和缺失、拷贝数改变以及基因重排[22]。试验报告由生物医学信息学科学家编写,并由现场委员会认证和执业病理学家批准,因此提交的临床医生不需要额外的分析结果。最全面和无偏倚的测序方法是全外显子组、全基因组和全转录组测序,可确定所有已知和新型的基因改变。对于Ph-like ALL,这些改变包括激活IL7R indel突变和SH2B3缺失[23]。由于在数据存储和生物信息学分析方面花费较大,全面测序作为临床上的检测方法难以得到广泛应用。
大多数Ph-like ALL是由激酶激活导致的,这种改变可被TKIs抑制,这一发现扩大了ALL精准医疗的范式。大量的体内和体外研究表明ABL融合突变对伊马替尼或达沙替尼高度敏感,而EPOR/JAK重排和JAK/STAT信号通路的激活突变可以被JAK抑制剂如鲁索替尼有效抑制[24]。包含ABL(ABL1、ABL2、CSF1R和PDGFRb)改变或融合的患者对ABL1 TKIs敏感。CRLF2重排的患者存在JAK1或JAK2点突变,而无CRLF2重排的患者可能存在JAK2融合蛋白、携带序列突变或拷贝数改变而激活JAK-STAT信号通路,这些患者在体外都对鲁索替尼敏感。对于Ph-like ALL中罕见的激酶改变,克唑替尼、FAK抑制剂和TYK2抑制剂可分别靶向NTRK3,PTK2B和TYK2 融合基因。对于合并RAS突变的Ph-like ALL,目前尚无有效的RAS抑制剂,但针对RAS通路下游效应物的药物如MEK抑制剂代表了新的治疗途径。Ph-like ALL靶向治疗药物总结见表2。
表2 Ph-like ALL靶向治疗药物
然而,对TKI单一疗法耐药性的担忧促使研究人员探索替代疗法。最近的一项研究表明[10],JAK1/2和PI3K抑制剂联合治疗具有很好的临床疗效。在人源Ph-like ALL小鼠异种移植模型中,PI3K/mTOR抑制剂吉达利塞/鲁索替尼和吉达利塞/达沙替尼联合治疗比使用单一药物疗效更好。考虑到旁路激活途径在单一靶向药物耐药机制中发挥着重要作用,研究双通路抑制疗法更有意义。
除了TKIs,目前在复发难治B-ALL中广泛应用的还有细胞免疫治疗,主要包括抗体治疗和嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR)-T 细胞治疗。抗体治疗是靶向白血病细胞上表达的特异性抗原,通过内化偶联毒素、激活补体、直接的细胞毒作用和患者 T 细胞的募集等机制消灭白血病细胞。包括抗 CD20、CD22 等表面抗原的单克隆抗体及可以同时募集 T 细胞的 CD19 和 CD3 双特异性抗体等,双特异性CD3/CD19抗体博纳吐单抗已被证明可成功诱导复发的B-ALL成人患者病情缓解,因此应该在Ph-like ALL亚型中进行专门研究[25]。奥英妥珠单抗(Besponsa)为一种靶向CD22的免疫毒素,是一种抗体药物偶联物(ADC),由靶向CD22的单克隆抗体inotuzumab与细胞毒制剂卡奇霉素(calicheamicin)偶联而成,已在美国获批用于复发难治ALL患者。CAR-T 细胞治疗是指通过白细胞分离获得患者的 T 细胞,然后通过插入必要的遗传信息来调控这些 T 细胞以表达识别白血病细胞的靶向蛋白复合物,使其回输至患者体内后攻击白血病细胞。目前在 B-ALL中主要应用的有 CD19-CAR-T、CD22-CAR-T 等。同时,专门针对BCR-ABL1-like ALL 的细胞免疫治疗也在研究中,例如TSLPR CAR-T 细胞治疗 CRLF2 重排 ALL 在体外实验及PDX 小鼠模型中证实有效,在临床中相关治疗尚未开展,有待进一步研究。
此外,HSCT仍然是Ph-like ALL高危患者缓解期的有效选择,详细监测MRD可以识别出可能从移植中受益的高危患者。NCCN 指南建议所有有条件移植的具有高危因素的 ALL 患者在第一次缓解后应进行异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)。对于复发难治 ALL,allo-HSCT 是唯一能够治愈的方法,是目前临床上对该病常规应用的治疗手段。虽然目前尚无大量临床资料明确证实异基因造血干细胞移植在 BCR-ABL1-like ALL 中的疗效,但是 BCR-ABL1-like ALL 预后不良,MRD 持续阳性,复发率高,因此 BCR-ABL1-like ALL 患者在第一次完全缓解后,尤其是 MRD 阴性后,应尽早进行 allo-HSCT,以提高长期生存率[26]。
由于TKIs和化疗联合治疗白血病疗效较好,因此在Ph-like ALL特定的亚群中采用分子靶向治疗的前景值得期待。主要难点在于开发一种实用而有效的诊断算法,以快速识别Ph-like ALL患者不同的遗传学改变谱,并使用相应的TKI治疗患者。有研究机构在特定的患者中加强Ph-like ALL筛查,例如COG试验中的符合国家癌症研究所标准的高风险ALL患者[16],以及MRD阳性或诱导失败的患者[27]。
Ph-like ALL的遗传学改变具有显著的异质性,包括细胞因子受体基因激活和激酶信号通路激活,这种高危ALL亚型的发病率和死亡率可以通过早期诊断、MRD监测、更好的风险分层和个体化靶向治疗来改善。未来值得关注的是Ph-like ALL的耐药机制研究,因为长期使用TKI将导致激酶结构域突变而耐药。Ph-like ALL的相关研究展示了基因组学在精准医疗时代如何影响诊治方案,这为改善此类患者的预后提供了机会。