用QM-FISH研究MM的克隆系統發育和關鍵細胞遺傳變異的進化

腫瘤內異質性和克隆演變機制對研究腫瘤患者的耐藥和復發進展具有重要意義。多發性骨髓瘤 （MM） 腫瘤生物學特性和臨床預後都具有較高的異質性，是一個探索克隆進化驅動疾病進展的理想模型。過去的研究大多采用模擬計算的方法，透過檢測批次樣本中攜帶每種變異的腫瘤細胞比例，來推斷克隆驅動事件的順序，並構建腫瘤的系統發育樹。但這些基於群體腫瘤水平的研究方法難以準確定義和追蹤腫瘤內較小亞克隆，並在推測腫瘤遺傳學事件發生先後順序存在侷限性。

2021年9月，國際知名血液學雜誌Blood Advances線上發表了我們團隊的近期研究成果“Clonal phylogeny and evolution of critical cytogenetic aberrations in multiple myeloma at single cell level by QM-FISH”，透過多基因定量熒光原位雜交檢測（QM-FISH）方法，在單細胞水平繪製每例患者的亞克隆系統發育樹，並探索患者復發進展時的克隆演變模式及臨床指導意義。該項研究於2021年第18屆國際骨髓瘤大會（IMW）入院口頭彙報，並於大會獲獎“IMS Young Investigator Award”。今天想和大家簡單介紹一下此研究。

一，研究方法

研究對57例MM患者的129個初診/復發配對的縱向骨髓標本，在單細胞水平上進行多基因定量熒光原位雜交檢測（QM-FISH），繪製每例患者的亞克隆系統發育樹，並評估患者復發進展時的克隆演變模式。為進一步驗證QM-FISH在檢測腫瘤內克隆的可行性，並驗證不同克隆演變模式對患者生存預後的影響，本研究擴大樣本量，選取188例MM患者的初診/復發配對樣本，透過傳統FISH（cFISH）檢測關鍵細胞遺傳學異常（13q-，1q21+，17p-，IGH易位）

二，研究結果

1，克隆異質性和MM中主要細胞遺傳學異常的發育樹

所有患者首次取樣後，中位檢測出4個（範圍2-6）亞克隆。作者將20號患者進行舉例，對患者的200個漿細胞進行QM-FISH檢測，共測出5個細胞遺傳學異常，見下圖A。其中最常見的是13q- （192/200， 96。0%），繼之1q21+ （126/200， 63。0%），11q- 和16q-為亞克隆水平（下圖B）。

同一標本中≥2個細胞遺傳學異常共存這一情況非常普遍。例如，如果標本中有2個細胞遺傳學異常，一個是異常A，另一個是A和B，則表明異常A可能是早期遺傳學異常事件，而B可能是後續的乘客事件。因此作者推斷，異常A的發生早於異常B（下圖C）。克隆內遺傳多樣性是MM患者的共同特徵，75。4%（43/57）的MM患者在初診時就存在3-4個亞克隆（下圖D），13q-/1q21+可能是MM較早期獲得的遺傳學異常（下圖E），初步研究結果表明遺傳學事件發生的先後順序可能會影響疾病的預後，如果 1q21擴增是在13q缺失後作為乘客事件出現，而不是作為初始驅動遺傳學事件，則該疾病似乎更具侵襲性（從取樣起，中位OS分別為71。2和32。9個月，P=0。010）（下圖F）。

2，QM-FISH確定的4個克隆演變模式

作者透過比較復發前後的克隆變化，把MM復發進展分為四種克隆演變模式（穩定型、分化型、分支型和線性型）。本研究中，57例患者中有31。6%為克隆穩定型（復發時無新發克隆、無原有亞克隆消失），21。1%為分化型（診斷時的優勢克隆消失或減少，而復發時某克隆生長為優勢克隆），15。8%為分支型（復發時出現≥1個含有新的細胞遺傳學異常的克隆，且出現原有克隆消失），31。6%為線性型（復發時獲得≥1個含有新的細胞遺傳學異常的克隆）。

從下圖看出，細胞遺傳學異常的4種克隆演變模式對患者生存也有明顯影響。克隆穩定型患者的總生存和復發後生存時間均顯著優於其他三個模式的患者，穩定型、分化型、分支型和線性型的中位OS分別為71。2、39。7、35。2 和25。5個月（p=0。001）。但4種模式之間取樣間隔不存在差異（首次FFS， P=0。131，下圖A），因此，生存差異可能更多由首次復發後較短的FFS所驅動（二次FFS， P<0。001，下圖B）。