慢性髓性白血病 (CML) 的特征在于存在融合驱动癌基因BCR-ABL1，它是一种组成型酪氨酸激酶。酪氨酸激酶抑制剂 (TKI) 是 CML 患者的主要治疗策略，并显着提高了生存率，但 BCR-ABL1 激酶结构域中的 T315I 突变导致对除帕纳替尼（ponatinib）之外的所有临床批准的 TKI 产生耐药性。然而，复合突变甚至可以介导对帕纳替尼的耐药性，并且仍然是 CML 治疗的临床挑战。在这里，我们通过全基因组测序 (WGS) 研究了一名对帕纳替尼耐药的 CML 患者，以确定耐药原因并寻找替代治疗靶点。
患者和方法
我们对一名耐帕纳替尼的 CML 患者进行了 WGS，并在体外证明了一种针对该患者原代 CML 细胞的有效联合疗法。
结果
我们的研究结果表明，在帕纳替尼（ponatinib）治疗后 BCR-ABL1 激酶结构域出现了复合突变，并且染色体结构变异数据预测了BCL2的扩增。该患者的原代 CD34+ CML 细胞对帕纳替尼和 ABT-263 联合用药的敏感性增加，ABT-263 是一种 BCL2 抑制剂，对正常 CD34+细胞的影响可以忽略不计。
结论
我们的结果显示了个性化医疗方法在 TKI 耐药 CML 患者中的潜力，并提供了一种可以改善这些患者临床结果的策略。
我们报告了对 CML 患者的 WGS 分析，并观察到以 C>T 转换和三核苷酸特征 1B 为主的突变特征。这些突变被认为是由种系和正常体细胞中 5-甲基胞嘧啶的自发脱氨基作用引起的。尽管这些细胞的病因尚不清楚，但这种特征与年龄相关，并且在包括 ALL、AML、CLL 和 B 细胞淋巴瘤在内的血液系统恶性肿瘤中尤为常见，这表明这些疾病中存在共同的体细胞突变机制。
我们观察到适度的突变负担，这是与已知致癌物（如紫外线或香烟烟雾）无关的癌症的特征。此外，WGS 揭示了 ABL1 p.F359V 突变，而诊断性 Sanger 测序未检测到该突变。我们通过鸟枪克隆和 Sanger 测序证实了这种突变的存在，目前尚不清楚为什么诊断性 Sanger 测序没有揭示这种突变，但一种可能性是野生型密码子有利于碱基掺入，从而掩盖了突变等位基因。霰弹枪测序还揭示了 WGS 未识别出的几个复合突变，因为读取长度限制仅在它们彼此相距约 100 个碱基时才会显示这些突变。最后，霰弹枪测序鉴定出许多低频BCR-ABL1WGS 未揭示的激酶结构域突变，可能是因为我们的 WGS 中的读取深度低，或者因为它们是 PCR 生成的霰弹枪克隆的人工制品。这些观察结果强调了为什么在进行这些研究时需要结合测序方法，但除了这些考虑之外，我们的数据表明存在戏剧性的治疗驱动的克隆进化。这可能是尽管最初的血液学反应未能达到 CCR 的原因，并且与最近的数据一致，表明 p.T315I TKI 耐药 CML 患者由于出现复合BCR-ABL1激酶结构域突变而未能对帕纳替尼（ponatinib）作出反应。也有报道称，对复发性 CML 患者进行连续 TKI 治疗可以推动克隆选择在治疗开始前以低频率存在的BCR-ABL1突变体。
目前尚不清楚大染色体结构变异 (SV) 对这种疾病有何贡献。6 号染色体上 ～42 Mb 的假定扩增包含 370 个基因，包括 16 个 HLA 家族基因，这些基因调节 T 细胞对白血病细胞的反应。该区域还包括调节 CML CD34+细胞存活的TNF，其与 BCR-ABL1 的共同抑制诱导 CML 细胞死亡。重要的是，我们在 18 号染色体上观察到推定的 ～8 Mb 扩增，其中含有BCL2，B 细胞淋巴瘤中的一种促生存驱动癌基因。BCL2在 CML 发病机制、发展为急变危象中很重要，其过度表达与 TKI 抗性有关。BCL2 抑制剂如 ABT-263 和 ABT-199 处于 2 期临床试验。我们发现，在该患者中导致BCL2扩增的染色体 SV 与 BCL2 表达升高和对 ABT-263 的敏感性有关，正如 B 细胞淋巴瘤和携带IGH-BCL2融合或 18 三体的 ALL 细胞所报道的那样。然而，在其他报告中，ABT-263 在BCR-ABL1+CML 细胞中仅观察到适度的细胞凋亡诱导，而对干细胞存活或自我更新能力没有任何影响。使用细胞系，我们表明对 ABT-263 的反应与高水平的BCL2相关，并且独立于BCR-ABL1表达，支持我们在 CML 患者的 CD34+细胞中观察到的对 ABT-263 的反应的结论是由于BCL2放大。该观察结果表明该患者存在 BCR-ABL 依赖性和 BCR-ABL 非依赖性耐药机制，值得注意的是，患者的 CML 细胞对两种耐药途径的联合抑制高度敏感。此外，在联合治疗中存活下来的细胞更倾向于红细胞而不是粒细胞谱系分化。
因此，总而言之，我们描述了 CML 的第一个 WGS。该患者出现了对帕纳替尼（ponatinib）耐药的疾病，我们的数据表明，潜在机制是由复合BCR-ABL1激酶结构域突变和BCL2过表达驱动的。我们的研究描述了一种针对 CML 的个性化医疗方法，并且我们提供了一个原理证明，即 WGS 和功能研究的整合可以为即使是第三代 BCR-ABL1 抑制剂也失败的患者确定新的联合治疗方法。不幸的是，在这种情况下，我们无法将我们的发现转化为患者的利益，因为 ABT-263 目前没有获得许可。微信扫描下方二维码了解更多：
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