综述：克隆性造血及其向髓系肿瘤的演变：关于风险、生物学特征和治疗策略的见解

《Haematologica》：Clonal hematopoiesis and its progression to myeloid neoplasms: insights into risk, biology, and therapeutic strategies

　　J. Scott Beeler | Matthew J. Walter | Kelly L. Bolton
华盛顿大学医学院医学系肿瘤科，美国密苏里州圣路易斯

克隆造血（CH）是指携带赋予生长优势的体细胞突变的造血干细胞和前体细胞的克隆扩增。随着年龄的增长，CH变得普遍存在，到中年时几乎人人都会出现。尽管通常无症状，但CH与血液系统恶性肿瘤（尤其是髓系肿瘤（MN）的风险增加、多种非恶性疾病以及全因死亡率上升有关。在过去十年中，研究对CH的起源有了重要发现。除了衰老外，环境因素、遗传倾向和后天条件也会促进CH的发生。大规模的人群研究和纵向测序研究发现了克隆行为的决定因素。了解CH的自然史有助于开发风险分层模型，以识别那些有较高进展为MN风险个体的患者，从而为选择适合进行治疗干预的试验对象提供依据。新兴的策略包括针对特定突变的脆弱性、调节炎症途径、减少基因毒性治疗引起的克隆选择，以及重新利用对MN有效的药物。在这篇综述中，我们总结了CH发生的风险因素，强调了理解克隆行为决定因素的最新进展，包括向MN的进展，并讨论了预防恶性转化的新兴治疗方法和临床试验设计考量。

**引言**
克隆造血（CH）的特点是造血干细胞和前体细胞（HSPC）的克隆扩增。这些克隆通过获得体细胞DNA改变而产生，这些改变赋予了选择性优势并使其能够克隆性增长。正常干细胞获得改变生长能力的体细胞突变的过程在人体各种组织中普遍存在，并且随着年龄的增长而增加。1, 2, 3 各种DNA改变都可以导致CH，包括点突变、插入-缺失（indels）和大规模染色体重排（增益、丢失和杂合性丢失）；后者被称为嵌合染色体重排。4, 5 大多数CH病例是由少数基因中的点突变引起的，这些基因在髓系肿瘤（MN）中反复突变。6, 7, 8 这些基因涉及表观遗传修饰（DNMT3A、TET2、ASXL1）、DNA损伤响应（DDR；TP53和PPM1D）、RNA剪接（SRSF2、SF3B1、U2AF1）和信号转导（JAK2）。CH在衰老过程中普遍存在，尽管通常临床上是无声的，但它与血液系统恶性肿瘤（包括MN）的风险增加以及多种非恶性健康结果相关，这些因素共同导致全因死亡率上升。6, 7 CH是一种癌前状态，类似于意义未定的单克隆丙种球蛋白病，为理解人类癌症发生的早期阶段提供了模型。重要的是，CH为研究人类中的克隆动态和体细胞突变获得提供了独特的机会，因为外周血可以无创地获取整个造血干细胞池的样本，而这在其他器官系统中是不可能的。这篇综述总结了CH的原因，讨论了推动髓系CH进展为MN的因素，并强调了预防进展为MN的潜在治疗方法。本文主要关注由体细胞突变引起的髓系CH（通常简称为CH），因为我们对涉及多个基因的嵌合染色体重排如何促进进展为MN的理解仍然有限。由于许多常见髓系CH突变的分子机制已在近期得到了全面研究，9 本文简要总结了相关通路，以阐明CH的临床重要特征。

**克隆造血的关键概念和术语**
关于CH的分类学，Weeks和Ebert在最近的一篇优秀综述中进行了全面总结。10 在此，我们总结了与CH分类学相关的关键概念和定义，这些概念对于理解CH在血液系统恶性肿瘤中的作用至关重要。据估计，人体中有2万到20万个HSPC参与造血。11 随着克隆扩增，来自单个HSPC的外周血细胞比例增加，可以通过测量克隆所携带的体细胞突变的变异等位基因频率（VAF）来量化。具有较高VAF的CH突变与血液系统恶性肿瘤和其他不良健康结果的风险增加相关。早期研究中，使用2%的外周血VAF阈值来定义CH，这一截止值基于传统（未经校正的）Illumina外显子组测序数据的错误率。6, 7 这一定义最终导致了“意义未定的克隆造血（CHIP）”这一术语的提出，即在没有血液系统癌症或血液计数异常的个体中，如果某个MN驱动基因的体细胞突变的VAF≥2%，则定义为CHIP。虽然现在可以使用校正错误的测序方法在VAF≥0.001（0.1%）时检测到CH，12, 13, 14, 15 但对于VAF<2%的DNA改变（一些人称之为micro-CH）的生物学相关性，即使是今天我们的理解仍然有限。16

CH可以由多种具有特定遗传驱动因素的改变引起，这些因素会影响CH的生物学特性和结果。例如，由已知髓系驱动基因改变引起的CH（称为髓系CH）与MN风险增加更为相关。6, 7 相反，由淋巴系驱动基因改变引起的CH（称为淋巴系CH）与淋巴系肿瘤的风险增加更为相关。17 髓系CH显然比淋巴系CH更常见，这主要是因为DNMT3A、TET2和ASXL1的高度重复突变。17, 18, 19 这两类CH之间的区别在于，许多基因的体细胞突变可以同时驱动髓系和淋巴系肿瘤（例如TP53、TET2、RUNX1、SF3B1、IDH2）。20 我们发现，在英国生物银行中，6.2%的个体具有血液系统恶性肿瘤驱动基因的体细胞突变，其中4.6%仅发生在髓系，0.4%仅发生在淋巴系，1.5%同时发生在髓系和淋巴系基因中。21 与血液系统癌症一样，多种类型的体细胞事件可以驱动CH。这包括单核苷酸变异、插入-缺失和大规模拷贝数事件，包括嵌合染色体重排。将通常涉及多个基因的嵌合染色体重排归类为二元髓系或淋巴系是具有挑战性的。总体而言，在英国生物银行中，常染色体嵌合染色体重排的患病率低于体细胞CH突变（3.2% vs. 6.2%）。21 此外，估计体细胞拷贝数事件的真实患病率也具有挑战性，因为即使在中等大小的拷贝数改变下，其检测灵敏度也远低于单核苷酸变异，使用单核苷酸多态性阵列时尤为明显。由于在低VAF下难以检测这些类型的事件，因此复杂的重排和融合事件（这些是血液系统癌症的常见驱动因素）是否也可能驱动CH尚不清楚。

**髓系CH向MN的进展**
图1总结了髓系CH向MN的进展过程。已经确定了多种增加CH进展风险的因素（例如高风险突变、突变数量和VAF增加、无效的红细胞生成、细胞减少），并据此开发了MN预测模型。22, 23 这些内容将在本文后面详细讨论。具有持续的可解释细胞减少且无异常核型特征的髓系CH，如果符合骨髓增生异常综合征（MDS）的标准，被称为意义未定的克隆细胞减少（CCUS）。24, 25 与没有细胞减少或意义未定的特发性细胞减少的CH相比，CCUS个体的进展为MN的风险显著增加。26 在许多情况下，检测到CH时并未发现已知的血液系统恶性肿瘤驱动基因的体细胞突变或染色体重排。6, 11, 27 Genovese等人6和Zink等人27分别发现39%和59%的CH病例缺乏已知的驱动基因。重要的是，没有已知驱动基因的CH具有与具有已知驱动基因的CH相似的血液系统恶性肿瘤风险。27 Mitchell等人11通过使用一种正交方法——对来自十个供体的3,579个单细胞来源的HSPC群进行全基因组测序——进一步证实了没有驱动基因的CH的普遍性。在MDS中也观察到了类似的现象，约6%的患者缺乏已建立的MDS驱动基因的基因组改变。28 对于没有已知驱动基因的CH的潜在解释包括新驱动基因的存在（这可能相对较少见）、非编码区（如增强子）的突变、在低VAF下难以检测的突变（如复杂重排）、遗传漂变（即随机机会）和技术伪影。这些发现共同强调了更好地理解缺乏已知驱动基因的CH的生物学基础及其与随年龄增长而普遍存在的渐进性造血寡克隆性的关系的必要性。

**克隆造血的原因**
现代癌症发生概念最初由Carl Nordling、Peter Armitage和Richard Doll在20世纪50年代的研究提出，29, 30 它认为癌症是通过细胞随时间逐步获得遗传改变而发生的。1990年，Fearon和Vogelstein通过对结肠镜检查中获得的活检样本进行分析，首次阐明了癌症发生的分子事件，发表了“Vogelgram”模型，概述了从正常结肠上皮到腺瘤及最终癌的特定遗传改变。31 随后的研究使用大规模并行测序技术描述了多种癌症类型的基因组特征，揭示了驱动特定肿瘤亚型的遗传改变。32 CH的发现通过分析易于获取的外周血样本，为人类的血液系统恶性肿瘤最早期阶段提供了关键见解。此外，像英国生物银行这样拥有关联遗传和纵向健康数据的大型生物库的出现，促进了人们对影响血液系统恶性肿瘤（特别是MN）发生和进展因素的快速了解。

**内在因素**
年龄是CH发展的最强风险因素，6, 7 这反映了年龄是人体各组织中体细胞突变积累的主要驱动因素。1, 34, 35 在高度增殖的组织（如人类骨髓）中，体细胞突变的获得率更高，骨髓每天产生大约2000亿个红细胞和1000亿个中性粒细胞以维持血液稳态。36, 37 尽管人类DNA复制的精确度很高，但由于复制32亿个碱基对的固有挑战，每次细胞分裂时仍不可避免地会引入体细胞突变。体细胞突变可以作为一个生物钟，标记时间的流逝和HSPC内遗传变化的积累。到60岁时，CH变得普遍，大约10%的个体具有可检测到的VAF≥2%的CH，75%的个体具有VAF≥0.1%的CH。38 驱动CH的体细胞突变可能早在生命早期就发生，甚至在子宫内就开始，但通常需要数十年才会表现出临床症状。39, 40男性中血液系统恶性肿瘤风险增加的潜在因素包括不同的致癌物暴露、X染色体上存在能够逃脱X染色体失活的肿瘤抑制基因，以及激素对造血干细胞（HSPC）生物学特性和白血病潜力的影响。这些数据共同强调了性别在血液系统恶性肿瘤发病机制中的一个重要但尚未充分研究的生物学作用，这值得进一步研究。

吸烟与多种血液系统恶性肿瘤相关基因（包括SRSF2、SF3B1和DNMT3A）的突变有中等程度的相关性，但与ASXL1突变有很强的相关性。ASXL1突变与吸烟之间的关联机制尚未明确。大多数ASXL1突变是由于C端发生杂合截短（移码插入/缺失）或无义突变，这使得突变能够逃脱无义介导的降解。突变特征分析可以通过确定碱基替换的亚型和其三核苷酸背景（突变碱基的5’和3’侧）来识别由不同突变过程（如烟草致癌物、紫外线）引起的体细胞突变的特征模式。这已经证明吸烟与直接或间接暴露于烟草烟雾的组织中的碱基替换和插入/缺失增加有关。然而，吸烟者和非吸烟者中血液系统恶性肿瘤驱动突变的三核苷酸背景大体相似，主要受与年龄相关的突变特征（如SBS1）驱动。目前尚不清楚烟草中的致癌物是否优先诱导ASXL1突变，或者吸烟是否仅仅为具有ASXL1突变的HSPC提供了适应优势。

基因毒性治疗，包括细胞毒性化疗和放射治疗，也与血液系统恶性肿瘤相关。这些治疗会损伤HSPC的DNA，并对携带DNA修复（DDR）基因（如TP53、PPM1D和CHEK2）突变的克隆产生选择压力。这一过程很可能主要是由已存在的DDR突变克隆的选择所驱动，而不是由基因毒性治疗直接产生的新突变所致，但区分这两种可能性具有挑战性。然而，某些血液系统恶性肿瘤突变可能是由基因毒性治疗诱导的。一项针对儿童癌症长期幸存者（诊断后中位随访时间为32年）的研究发现，只有霍奇金淋巴瘤病史的个体中出现了STAT3突变的复发。对三名具有STAT3突变的个体的外周血进行单细胞全基因组测序后发现，STAT3突变造血细胞（而非野生型细胞）的突变负荷增加了约3.5倍，并且显著富集了由丙卡巴嗪（一种用于霍奇金淋巴瘤的烷化药物）引起的COSMIC SBS2突变特征。含有拓扑异构酶II抑制剂、铂类药物、烷化剂和博来霉素的细胞毒性化疗方案与DNA修复相关血液系统恶性肿瘤最为相关，这与这些药物继发血液系统恶性肿瘤的风险一致。更高的放射治疗剂量与血液系统恶性肿瘤风险增加相关，对DNA修复相关血液系统恶性肿瘤的影响更为显著。放射治疗的特定解剖部位（包括头颈部、骨盆、脑部和胸部）也与血液系统恶性肿瘤风险增加相关。有趣的是，这些部位占成人活跃骨髓组织的约65%，这表明放射治疗引起的血液系统恶性肿瘤扩展可能与施加在造血组织上的总剂量有关。

遗传易感性在使个体易患血液系统恶性肿瘤和改变克隆行为方面起着重要作用。遗传性骨髓衰竭综合征（IBMFS）和家族性急性髓系白血病及/或骨髓增生异常综合征（AML/MDS）是由在造血过程中起关键作用的基因中的罕见致病性种系变异引起的，已被确定为早期遗传性血液系统恶性肿瘤风险的强大因素。尽管IBMFS的病理生理学表现多样，但这些综合征的共同点是由于HSPC功能受损导致的无效造血，这为具有相对适应优势的体细胞克隆创造了独特的选择压力，以缓解特定IBMFS的种系限制。在这种情况下，血液系统恶性肿瘤通过两种主要机制发生：（i）体细胞正常化——适应性突变通过修复（直接纠正种系缺陷）或补偿（间接纠正种系缺陷）来补偿缺陷，同时保持肿瘤抑制途径的完整性；（ii）体细胞转化——适应性突变破坏肿瘤抑制途径，从而增加恶性转化的风险。例如，在Shwachman-Diamond综合征中，由于SBDS的功能丧失突变导致核糖体组装缺陷，体细胞正常化是通过EIF6的破坏（通过失活突变或缺失20q染色体）部分恢复核糖体功能或通过7q等位染色体部分纠正SBDS突变来实现的。相比之下，体细胞转化是由于TP53失活导致的，这导致核糖体应激与细胞衰老途径的激活解耦（而不纠正核糖体功能缺陷），最终增加转化为血液系统恶性肿瘤的风险。在先天性角化不良症中，由于调控端粒维持的基因（如TERT）的功能丧失突变，体细胞正常化的机制包括直接修复、未受影响的野生型TERT启动子的突变（从而增加端粒酶活性）和POT1的功能丧失突变（促进端粒延长）。TP53失活和7号染色体丢失是先天性角化不良症中体细胞转化的主要原因。

与IBMFS类似，家族性AML/MDS疾病引入的独特选择压力导致了特定的血液系统恶性肿瘤突变谱型。具有RUNX1和GATA2种系致病性变异的个体（无血液系统恶性肿瘤）在所有年龄段的血液系统恶性肿瘤发生率均较高（分别为35%和22%），而具有致病性DDX41种系变异的个体则血液系统恶性肿瘤发生率较低（3%）。此外，RUNX1种系变异携带者具有独特的血液系统恶性肿瘤突变谱型，其中BCOR变异的频率较高（42%）。这些发现共同强调了将种系遗传学纳入我们对血液系统恶性肿瘤生物学理解的重要性。这种整合可能有助于改善风险分层，为具有遗传性血液系统恶性肿瘤倾向的个体提供监测策略，并为探索遗传变异如何塑造体细胞造血克隆进化景观的机制研究提供机会。

使用大型生物库和关联表型数据的全基因组关联研究已经确定了几个增加血液系统恶性肿瘤易感性的常见种系位点。大多数与血液系统恶性肿瘤相关的基因在端粒生物学、DNA修复、血液系统恶性肿瘤（如TET2、SETB1、RUNX1、ETV6、GATA2、PTPN11A、MPL）或HSPC生物学（如CD164、LY75、SMC4）中具有已知的作用。其中，与端粒酶活性和端粒长度增加相关的TERT位点变异始终显示出与整体血液系统恶性肿瘤风险最强烈的关联。孟德尔随机化分析支持端粒长度增加对血液系统恶性肿瘤风险的因果作用。一项小型基于家庭的研究发现，种系杂合性POT1功能丧失突变会导致端粒长度增加和血液系统恶性肿瘤风险增加，以及多种良性及恶性肿瘤的发生。CTC1中的罕见变异也与整体血液系统恶性肿瘤风险相关，CTC1是另一种重要的端粒调节因子，已被证明与先天性角化不良症有关。这些发现共同表明端粒生物学在血液系统恶性肿瘤发病机制中的关键作用，提示正常端粒缩短的减少促进了血液系统恶性肿瘤的发展。

几种DNA修复基因中的常见种系变异也使个体整体上易于发生血液系统恶性肿瘤，包括与已知癌症易感综合征相关的基因（如CHEK2、ATM、PARP1、TP53）。此外，我们的团队最近发现了22个新的血液系统恶性肿瘤易感基因（其中20个是特定于血液系统恶性肿瘤的基因），其中14个在DNA修复中具有已知作用。先前的研究还确定了在特定基因中驱动血液系统恶性肿瘤的常见种系变异。值得注意的是，TCL1A启动子突变与DNMT3A相关的血液系统恶性肿瘤有关，但可防止由其他基因（如TET2、ASXL1、SF3B1和SRSF2）驱动的血液系统恶性肿瘤。这种差异是由于该等位基因对血液系统恶性肿瘤扩展速度的不同影响所致，导致非DNMT3A相关的血液系统恶性肿瘤生长较慢。功能研究表明，TCL1A驱动HSPC克隆扩展，并且其表达是通过引入TET2或ASXL1突变来诱导的，而不是DNMT3A突变。结果表明TCL1A是许多常见突变血液系统恶性肿瘤基因适应优势的关键中介。同样，CD164位点上的变异与DNMT3A和ASXL1相关的血液系统恶性肿瘤有关，但与TET2相关的血液系统恶性肿瘤无关，具体原因尚不清楚。

总体而言，种系变异与基因特异性血液系统恶性肿瘤易感性之间的联系似乎主要是由于种系变异对克隆适应性的影响，而不是直接突变作用，因为携带者和非携带者的突变特征大体相似，并且主要由与年龄相关的SBS1特征所主导。然而，需要长期研究来比较种系携带者和非携带者中血液系统恶性肿瘤的演变，以明确突变获得与扩展的相对贡献。

再生障碍性贫血是一种以全血细胞减少和骨髓衰竭为特征的骨髓衰竭疾病。获得性形式的疾病通常由HSPC的自身免疫破坏引起，约50%的患者伴有血液系统恶性肿瘤。最常与获得性再生障碍性贫血相关的体细胞突变包括DNMT3A、PIGA、ASXL1和BCORL1。PIGA、BCOR和BCORL1体细胞突变在获得性再生障碍性贫血中的独特富集可能支持它们在逃避免疫介导的破坏中的作用，尽管其机制尚未完全阐明。

在过去5年中，我们对克隆行为的决定因素及其对血液系统恶性肿瘤进展的影响有了实质性进展。研究采用了多种方法来表征克隆动态，包括通过纵向衰老研究进行连续测量血液系统恶性肿瘤、通过个体HSPC克隆的测序进行系统发育分析，以及使用乘客突变分析从单一点数据估计克隆生长。这些互补的方法提供了关于血液系统恶性肿瘤驱动突变的几个广泛见解。血液系统恶性肿瘤克隆通常在生命早期以加速的速度扩展，随后在老年（至少55岁）以较慢的指数速度扩展。不同血液系统恶性肿瘤突变的增长率差异很大，某些突变的生长具有年龄依赖性。较大的血液系统恶性肿瘤克隆大小、较高的克隆生长率和更多的血液系统恶性肿瘤突变都与向血液系统恶性肿瘤进展的风险增加相关。最终，血液系统恶性肿瘤突变通常在临床上出现之前的几十年就已经获得。

特定的血液系统恶性肿瘤驱动突变基因在决定克隆行为方面起着核心作用，包括向血液系统恶性肿瘤进展的风险和类型。DNMT3A相关的血液系统恶性肿瘤通常具有较低的克隆生长率（每年约5%），尽管其生长率随年龄而变化；在年轻时较快，在老年时较慢。DNMT3A突变向血液系统恶性肿瘤进展的风险相对较低，主要由AML风险增加所驱动。相比之下，TET2突变的克隆生长率适中（每年约10%），在所有年龄段都保持稳定，有一项研究表明TET2在75岁以上的个体中成为最常见的血液系统恶性肿瘤突变。TET2相关的血液系统恶性肿瘤向MDS和慢性粒单核细胞白血病进展的风险中等。尽管TET2和DNMT3A的功能丧失突变对DNA甲基化的影响相反，但两者都驱动血液系统恶性肿瘤克隆扩展。ASXL1突变也表现出中等生长率，并与AML和MDS风险显著相关。IDH1和IDH2突变较少见，但具有中等至较高的生长率（随时间稳定），并且与向AML进展的风险显著相关。此外，IDH1/2突变在血液系统恶性肿瘤中往往是相互排斥的，TET2突变也是如此（反映了本文后面讨论的共享致病机制）。剪接因子基因（包括SRSF2、SF3B1和U2AF1）的突变在50岁之前很少见，但在老年人中存在时与快速的克隆生长率相关（每年15-20%）。它们的延迟出现原因尚不完全清楚，但可能反映了与年龄相关的选择压力变化，而不是这些突变仅限于老年人。近期研究表明，剪接因子突变通过减缓老年高风险克隆造血干细胞（HSPC）的端粒缩短，从而促进克隆造血（CH）的扩展。73 研究这一现象的分子基础一直很困难，因为目前体外和体内的剪接因子突变模型通常表现为克隆适应性降低，这与在人类中观察到的情况相反。74 剪接因子突变通常是互斥的，因为它们的共表达会导致合成致死性。75 由剪接因子驱动的CH有很高的风险进展为所有骨髓增生性肿瘤（MN）亚型。41 有趣的是，SF3B1 CH在进展为骨髓增生异常综合征（MDS）时预后较好，76 而在进展为急性髓系白血病（AML）时预后较差，77 这突显了特定剪接因子突变的情境依赖性效应。虽然携带JAK2 V617F热点突变的CH克隆通常生长速度适中，但它们在老年时表现出不可预测的生长动态。69 相比之下，其他骨髓增殖性肿瘤（MPN）驱动基因（CALR和MPL）的突变在CH中的发生率较低，这与它们在MPN中的较低流行率一致。41 典型的MPN驱动基因突变（JAK2、CALR、MPL）是互斥的，并对发展成特定MPN亚型的风险有显著影响。JAK2 V617F突变与所有MPN类型相关，包括真性红细胞增多症、原发性骨髓纤维化和Essential thrombocythemia，而CALR突变仅限于Essential thrombocythemia，MPL突变仅限于Essential thrombocythemia。JAK2 V617F的冯纳韦德（VAF）值显著影响MPN亚型的分布：较高的VAF（>50%）通常反映由于拷贝中性丢失导致纯合突变，与真性红细胞增多症和骨髓纤维化密切相关，而较低的VAF则更常见于Essential thrombocythemia。78 影响MPN驱动基因突变CH进展为特定MPN亚型的因素仍不完全清楚。在没有基因毒性治疗诱导的选择压的情况下，DDR突变CH的生长通常较慢。TP53突变通常与较低的克隆生长率相关，这种生长率会随着年龄的增长而进一步减缓，而PPM1D突变CH则表现出中等生长率。69 TP53和PPM1D突变克隆都具有相对平均的进展为MN的风险。这可能有助于解释为什么在没有先前基因毒性治疗的情况下，Li Fraumeni综合征（致病变种系TP53变异）患者中MN较为罕见。22,23,79,80 相比之下，细胞毒性化疗或放疗会促进TP53和PPM1D突变CH克隆的扩展，并增加MN的风险。49,54,81 体细胞TP53突变提供的选择优势不仅限于基因毒性治疗，也存在于 lenalidomide 和 MDM2抑制剂中。82尽管NPM1和FLT3是de novo AML的常见驱动突变，但在CH中很少检测到。在英国生物银行队列中，大约200,000人中只有两人携带NPM1驱动突变且血细胞计数正常。84 这两个人在样本收集后的6个月内都发展成了AML。CH研究中几乎缺乏FLT3和NPM1突变可能反映了向de novo AML的快速进展。除了CH突变之外，其他因素在调控克隆行为中也起着重要作用，包括细胞内在因素和外在因素。非突变因素的相关性通过几个观察结果得到了强调。低频率CH突变（micro-CH）随着年龄的增长而普遍存在（50岁后超过95%），然而只有少数这些克隆扩展到符合CHIP的标准（VAF为2%）。2 在其他体细胞组织（包括皮肤和食道）中也观察到了类似现象，这些组织具有频繁的致癌突变，但总体进展为癌的比例较低。2,3 相同的驱动基因突变在不同克隆中的生长率也有所不同。67,69 缺乏已知驱动基因的扩展克隆并不少见，尤其是在老年期。27 虽然获得体细胞改变通常涉及向MN的进展，但很大比例的JAK2 CH在没有新体细胞改变的情况下会进展为MPN85，以及一部分SF3B1 CH进展为MDS86。控制CH向特定MPN亚型进展的因素仍然鲜为人知。在没有基因毒性治疗诱导的选择压的情况下，DDR突变CH的生长通常较为缓慢。TP53突变通常与较低的克隆生长率相关，而PPM1D突变CH表现出中等生长率。69 TP53和PPM1D突变克隆都与相对平均的进展为MN的风险相关。这可能有助于解释为什么在没有先前基因毒性治疗的情况下，Li Fraumeni综合征患者中MN不常见。22,23,79,80 相比之下，细胞毒性化疗或放疗会促进TP53和PPM1D突变CH克隆的扩展，并增加MN的风险。49,54,81 体细胞TP53突变提供的选择优势不仅限于基因毒性治疗，也存在于lenalidomide和MDM2抑制剂中。83尽管NPM1和FLT3是de novo AML的常见驱动突变，但在CH中很少检测到。尽管NPM1和FLT3是de novo AML的常见驱动突变，但在CH中很少检测到。在英国生物银行队列中，大约200,000人中只有两人携带NPM1驱动突变且血细胞计数正常。84 这两个人在样本收集后的6个月内都发展成了AML。CH研究中几乎缺乏FLT3和NPM1突变可能反映了向de novo AML的快速进展。除了CH突变之外，其他因素在调控克隆行为中也起着重要作用，包括细胞内在因素和外在因素。非突变因素的相关性通过几个观察结果得到了强调。低频率CH突变（micro-CH）随着年龄的增长而普遍存在（50岁后超过95%），然而只有少数这些克隆扩展到符合CHIP的标准（VAF为2%）。2 在其他体细胞组织（包括皮肤和食道）中也观察到了类似现象，这些组织具有频繁的致癌突变，但总体进展为癌的比例较低。2,3 相同的驱动基因突变在不同克隆中的生长率也有所不同。67,69 缺乏已知驱动基因的扩展克隆并不少见，尤其是在老年期。27 虽然获得体细胞改变通常涉及向MN的进展，但很大比例的JAK2 CH在没有新体细胞改变的情况下会进展为MPN85，以及一部分SF3B1 CH进展为MDS86。控制克隆行为的细胞内在因素多种多样，下面列举了几个例子。无效的红细胞生成的临床标志物，如平均红细胞体积增加和红细胞分布宽度增加，以及细胞减少的存在，即使在考虑了特定CH突变后，也与MN的风险增加有关。41 病种系遗传变异也起着重要作用。在英国生物银行队列中，98个CH易感基因中有14个与血液系统恶性肿瘤的风险增加相关，其中8个与CH整体相关。21 此外，携带这些14个CH易感基因中的病种系变异的CH携带者与不携带这些变异的CH携带者相比，发展成血液系统恶性肿瘤的风险更高。21 之前讨论的TCL1A启动子变异会对CH易感性产生基因特异性影响，并且还与非DNMT3A CH的扩展减慢有关。67 此外，DDX41的病种系致病变异在男性中的MN渗透率明显高于女性，原因不明。87 唐氏综合征（21三体）经常与血液系统异常相关，包括新生儿暂时性异常造血（TAM）。TAM是唐氏综合征特有的前白血病综合征，通常表现为来自胎儿肝脏的循环中的原始细胞，携带体细胞G ATA1突变，并在几个月内自发缓解。88 值得注意的是，大约20%的唐氏综合征新生儿在没有任何TAM血液学特征的情况下也携带可检测的体细胞G ATA1突变。89除了基因毒性治疗选择DDR突变外，细胞外在因素对CH进展为MN的影响程度尚不明确。多个临床前模型表明，系统性炎症可以促进特定CH克隆的扩展，特别是那些具有TET2和DNMT3A突变的克隆。90 然而，支持这一点的证据有限。我们最近在英国生物银行队列中确定了多种与CH（N=34）和随后的MN风险（N=115）相关的血浆蛋白。91 与MN风险相关的蛋白质在调节先天性和适应性免疫系统方面富集，从而提高了风险预测的准确性，超出了临床和CH相关特征的范围。91 需要进行人类纵向研究，以进一步了解炎症压力可能在多大程度上影响CH的演变。克隆造血的风险分层CH随着年龄的增长而普遍存在，但只有少数患者会进展为MN（在CHIP患者中每年不到1%）。随着对驱动CH向MN进展因素的了解增加，人们越来越有兴趣开发预测进展风险的模型。鉴于未经选择的CH群体中MN的总体风险较低，因此预防性方法的潜在危害可能超过其益处，这样的模型对于考虑干预试验至关重要。最近，两个小组开发了预测MN风险的模型，并在CH领域取得了重要进展。22,23 这两项工作都使用了英国生物银行的数据，该数据库因其深入的遗传（包括CH突变分析）和超过45万人的纵向（>10年）健康信息而特别适合这一目的。Weeks等人23使用基于决策树的机器学习模型来识别预测MN发生的人口统计因素、CH克隆特征和实验室值。基于此，他们创建了克隆造血风险评分（CHRS），将CHIP和CCUS患者分为三个风险组。高风险组（1%的个体）的10年MN发生概率估计为52%，中等风险组（10%）为8%，低风险组（89%）为<1%。CHRS模型包括了按风险贡献递减排列的以下二元特征：高风险突变的存在、平均红细胞体积≥100 f L、红细胞分布宽度≥15、VAF≥0.2、≥2个CH突变、细胞减少的存在、年龄≥65岁以及单个DNMT3A突变的存在。Gu等人22使用Cox回归开发了MN-predict，这是一组分别预测进展为MPN、MDS或AML风险的模型。这些模型依赖于与CHRS相似的特征，但也允许使用可选参数，如体重指数和临床实验室值，从而提高预测准确性。然而，重要的是要注意，CHRS和MN-predict都是使用来自英国生物银行的数据开发的，该队列主要由欧洲血统的健康志愿者组成，这限制了它们对其他患者群体的普遍性。33 该队列还缺乏评估细胞减少持续性的纵向血细胞计数数据，也没有进行骨髓活检以排除MN（包括MDS），而这两者都是满足CCUS诊断标准所必需的。为了应对这些限制，Xie等人92使用来自符合CCUS诊断标准（并接受了骨髓活检）的患者的真实世界数据开发了克隆细胞减少风险评分（CCRS）。CCR模型根据三个按风险贡献递减排列的二元变量将CCUS患者分为三个风险组：≥2个突变的存在、血小板计数<100x10^9/L以及剪接因子突变的存在。高风险组（10%的个体）的2年MN发生概率估计为37%，中等风险组（39%）为14%，低风险组（51%）为6%。值得注意的是，这个真实世界队列中观察到的MN发生率明显高于英国生物银行队列中的健康参与者（约1%）。23 在真实世界患者群体中进一步改进CH/CCUS风险预测模型将对未来的治疗干预试验至关重要。下载：下载文件（315KB）下载：下载全尺寸图像图2. 高风险克隆造血和原因不明的克隆细胞减少的恶性转化干预方法总结。CH：克隆造血；CCUS：原因不明的克隆细胞减少；IDH1/2：异柠檬酸脱氢酶1和2；TET2：四甲基胞嘧啶双加氧酶2；IL-1β：白细胞介素-1β；NLRP3：NLR家族含吡呤结构域3；TGF-β：转化生长因子β；SMAD：SMAD家族成员2；CDK4/6： cyclin依赖性激酶4和6。高风险克隆造血的干预研究CH风险分层的进展已经确定了基于临床和分子特征的具有显著MN进展风险的人群，22,23 从而为治疗干预试验创造了机会。下一代测序在肿瘤学中的日益应用，无论是用于检测循环肿瘤DNA还是评估遗传性癌症综合征，也导致CH作为常规临床护理的一部分被更频繁地检测到。这些发展共同推动了针对高风险克隆个体的恶性转化的靶向方法的研究。目前有几种此类方法正在临床试验中进行研究，总结在图2和表1中。抗坏血酸（维生素C）TET家族的四甲基胞嘧啶双加氧酶，包括TET2，催化甲基化DNA的氧化，从而促进DNA去甲基化，在基因表达调节中起关键作用。93 TET2的功能丧失突变在CH中非常常见（仅次于DNMT3A CH），并通过损害DNA去甲基化赋予HSPC适应性优势，最终导致自我更新增强和分化受损。临床前研究表明，抗坏血酸（维生素C）的治疗可以在TET2单倍不足的情况下恢复TET2活性，从而增加DNA去甲基化，使HSPC功能正常化，并抑制白血病发生。94,95 这项引人注目的临床前工作促使两项研究维生素C在CCUS中的使用的临床试验启动。TET2突变CCUS的II期单药高剂量静脉注射抗坏血酸试验（NCT03418038）在20周时没有根据国际工作组MDS标准识别出任何临床反应（8名符合条件的患者中无），也没有观察到TET2 VAF的显著变化。96 关于低风险MN（包括CCUS）的口服维生素C的II期研究（NCT03682029）的结果尚未公布。IDH1/2抑制IDH1（R132）和IDH2（R140或R172）的突变与高风险CH相关，是MN中常见的早期克隆致白血病事件。异柠檬酸脱氢酶（IDH）通常催化异柠檬酸转化为α-酮戊二酸（αKG）。这些错义IDH突变产生肿瘤代谢产物2-羟基戊二酸，竞争性抑制αKG依赖性酶（包括TET2），导致广泛的影响，包括代谢改变、异常DNA和组蛋白甲基化以及分化受阻。70 这些酶的突变特异性小分子抑制剂已被批准用于IDH突变AML，包括ivosidenib和olutasidenib（IDH1）以及enasidenib（IDH2）。鉴于IDH突变是MN自然史中的早期克隆事件，且IDH抑制剂具有相对良好的安全性，IDH抑制是初始CH干预研究的理想靶点。我们团队正在领导两项早期临床试验，分别研究enasidenib在IDH2突变体中的效果（NCT06240754）和ivosidenib在IDH1突变体CCUS中的效果（NCT05030441）。还有一项活跃的试验（NCT06566742），评估olutasidenib在IDH1突变体CCUS和低风险MN中的效果。我们IDH1突变体CCUS试验的初步结果（中位随访时间为16个月）显示，ivosidenib耐受性良好，并引发了高比例的血液学反应（>80%）和IDH1突变清除（>40%）。表1总结了克隆性造血和原因不明的克隆性细胞减少的干预性临床试验。

**白细胞介素-1β抑制**
CH、衰老和炎症之间的关系复杂，很可能涉及三者之间的双向因果关系。这一点已在其他文献中详细讨论过。简而言之，CH（尤其是TET2突变体）和衰老都与促炎细胞因子的升高有关，这在系统性炎症的背景下为具有相对适应性优势的特定CH克隆的扩张提供了选择压力（TET2和DNMT3A CH）。小鼠的临床前研究表明，造血细胞中TET2的丢失会导致动脉粥样硬化加速以及巨噬细胞分泌更多的促炎细胞因子（包括白细胞介素[IL]-1β和IL-6）。此外，IL-1（其水平随年龄增长而升高）会在TET2驱动的CH小鼠模型中诱导Te t 2/+ HSPC的扩张，而基因和药物治疗对IL-1信号通路的抑制则会抑制Tet 2/+克隆的扩张。这些发现为CH和CCUS中治疗性靶向IL-1β提供了强有力的生物学依据，从而推动了后续的临床研究。Canakinumab是一种抗IL-1β单克隆抗体，可抑制IL-1β与IL-1受体的结合和激活。大型III期CANTOS试验评估了canakinumab治疗先前发生过心肌梗死且基线C反应蛋白水平升高的患者的主要不良心血管事件的情况。试验发现，与安慰剂相比，canakinumab治疗显著降低了主要不良心血管事件的相对风险（约15%），但增加了致命感染的发生率，总体生存率没有差异。后续的CANTOS分析显示：TET2中的CH突变比DNMT3A中的更常见（这可能与纳入标准中要求C反应蛋白水平升高有关）；接受canakinumab治疗的TET2 CH患者的主要不良心血管事件风险较低；canakinumab治疗还与贫血风险降低和血红蛋白反应改善有关（尤其是在同时具有CH突变和贫血的患者中）。目前正在进行一项关于canakinumab在CCUS患者中的随机安慰剂对照临床试验（NCT05641831），旨在确定canakinumab的IL-1β抑制作用是否可以预防或延缓MN的发展（主要终点为至MN的时间）。最近一项针对低风险MDS的小型单臂试验显示，canakinumab的总体反应率为17%，所有响应者（N=4）的IPSS-M评分<0.106。

**NLRP3炎性体通路**
在许多MN中，NLRP3炎性体通路异常激活，导致依赖caspase-1的促炎细胞因子IL-1β和IL-18的分泌，从而引发炎症和无效的造血。小分子NLRP3抑制剂DFV890目前正在低风险MN（包括高风险CCUS，NCT05552469）以及伴有冠心病的TET2和DNMT3A突变CHIP患者（NCT06097663）中进行研究。

**转化生长因子-β/SMAD抑制**
Luspatercept是一种重组融合蛋白，由活化素受体IIB的细胞外域和免疫球蛋白G1的Fc域组成，已获美国食品药品监督管理局批准用于治疗低风险MDS和β-地中海贫血患者的贫血。它与多种转化生长因子-β（TGF-β）超家族配体结合，从而抑制SMAD2和SMAD3信号通路，促进红细胞前体细胞的有效成熟。Luspatercept在治疗因SF3B1突变和/或环形铁粒细胞导致的贫血方面特别有效，这类贫血的特点是无效的红细胞生成和缓慢的临床进程。有趣的是，在luspatercept响应者和非响应者中，未观察到SF3B1或其他体细胞突变的改变。需要进一步的临床试验来确定luspatercept是否对MDS或CCUS具有疾病修饰作用。一项针对CCUS患者的luspatercept临床试验（NCT06788691）正在进行中。

**CDK4/6抑制**
周期依赖性激酶4和6（CDK4/6）在细胞周期调节中起关键作用，通过磷酸化视网膜母细胞瘤蛋白促进细胞通过G1/S检查点的进展。CDK4/6抑制剂常与内分泌疗法联合使用，用于治疗激素受体阳性的乳腺癌，因为这些癌症对抑制剂敏感，因为它们具有完整的视网膜母细胞瘤蛋白功能并依赖CDK4/6信号通路进行细胞周期进展。HSPC也依赖于CDK4/6活性进行细胞周期进展，在CDK4/6抑制后会发生短暂的G1停滞。Trilaciclib是一种CDK4/6抑制剂，通过在给药前诱导G1停滞来保护HSPC免受DNA损伤剂的骨髓抑制作用。它现已获FDA批准用于预防晚期小细胞肺癌患者化疗引起的骨髓抑制，由于这种恶性肿瘤缺乏视网膜母细胞瘤蛋白功能，因此对CDK4/6抑制不敏感，这解释了trilaciclib不会削弱化疗的抗癌效果。鉴于trilaciclib的骨髓保护作用，我们团队最近研究了它在具有DDR突变（例如TP53、PPM1D、CHEK2）的化疗相关CH克隆扩张中的效果。在四项随机临床试验和一种TP53突变CH小鼠模型中，我们发现trilaciclib将DDR CH的扩张减少了32%。

**其他考虑**
由于与化疗相关的MN预后较差，因此需要制定策略来减轻化疗驱动的DDR CH克隆（特别是TP53突变克隆）的扩张，这可能有助于减少向MN的进展。一种实用的方法是使用经过验证的临床预测模型，将CH突变数据与常规实验室参数结合起来，评估辅助化疗的绝对益处（在某些早期阶段，辅助化疗的生存优势较小）与长期治疗相关MN风险之间的权衡。CH状态也可以通过标准肿瘤护理中已经获得的无细胞DNA检测来确定。建模分析表明，一些早期乳腺癌患者的预测MN风险超过了辅助化疗的预期绝对生存益处（辅助化疗通常包括多柔比星，这是一种与高MN风险相关的疗法），这突显了基于CH的风险分层在辅助治疗决策中的潜在用途。

**低甲基化剂**
如decitabine等低甲基化剂在大多数MN中显示出疗效，同时保持了良好的安全性。一项临床试验（NCT06802146）正在评估decitabine/cedazuridine（decitabine的口服制剂）在高风险CCUS患者中的效果。

**二甲双胍**
二甲双胍因其是2型糖尿病的一线治疗药物而被广泛使用。其作用机制复杂且尚未完全阐明，涉及抑制肝脏糖异生和线粒体呼吸。今年早些时候发表的两项临床前研究表明，小鼠Dnmt3a R878H HSPC的竞争优势依赖于增强的线粒体呼吸，而二甲双胍治疗可以减少这种优势。功能研究表明，二甲双胍治疗可恢复正常由Dnmt3a R878H驱动的异常DNA甲基化和基因表达。此外，对英国生物库数据的分析显示，使用二甲双胍与DNMT3A R882 CH的患病率降低有关。一项小型II期临床试验（NCT04741945）正在研究二甲双胍在CCUS和低风险MDS患者中的效果。

**其他**
临床前研究表明，他汀类药物在体外具有抗癌效果。除了降脂作用外，他汀类药物还具有抗炎作用。MDS的观察数据显示，他汀类药物的使用与总体生存率提高和急性白血病进展风险降低相关。这些发现促使了一项前瞻性临床试验（NCT05483010）的开展，该试验目前正在评估高强度他汀类药物治疗CCUS和低风险MDS患者的效果。

**姜黄素**
姜黄中的活性成分姜黄素是一种具有抗氧化和抗炎特性的多酚。目前正在进行一项安慰剂对照临床试验（NCT06063486），评估姜黄素在低风险MN（包括CCUS）患者中的效果。该研究的主要终点是炎症细胞因子水平和炎症相关症状的变化。

**关于临床试验设计的考虑**
设计CH的干预性试验面临重大挑战。由于CH是一种癌前病变，潜在的干预措施必须基于风险评估，并具有良好的毒性特征。试验应具有临床意义明确的终点，避免对低风险CH特征的个体进行过度医疗化。迄今为止，CH试验主要集中在CCUS患者上；因此，以下关于临床试验设计的讨论也围绕这一人群展开。CCUS特别适合进行干预性试验，因为CH患者进展为MN的风险几乎完全依赖于那些出现细胞减少的患者。大多数CH试验的终点基于低风险MDS中的终点（如血液学改善，见表1）。然而，FDA认可的只有与细胞减少相关的结果（如输血负担减轻或感染减少）才具有临床意义。因此，仅显示中性粒细胞减少改善的研究可能不被认为是“具有临床意义”的。目前低风险MDS研究中接受的终点的相关性仍有争议。例如，虽然有多种FDA批准的低风险MDS治疗方法可以减轻输血负担，但尚未有任何一种被证明能够改变疾病的自然进程（如总体生存率的改善）。因此，CH领域应该从低风险MDS药物开发中的持续挑战中吸取经验，设计出能够证明生活质量改善和疾病修饰潜力的可行研究。

**随机、安慰剂对照试验**
以无病生存率为主要终点的随机安慰剂对照试验是化学预防试验的金标准。然而，这一终点受到CH自然史的限制，因为CH的进展通常需要多年时间。在英国生物库的健康个体中，高风险CH的10年MN风险约为52%，而这一群体仅占CHIP/CCUS患者的1%。中等风险CH更为常见（约占CHIP/CCUS患者的10%），但在10年内仅有8%的携带者进展为MN。在三级诊疗中心评估的CCUS患者中，进展率较高，但在不同研究中差异很大，从4年的约20%到10年的95%不等。此外，缺乏标准护理干预措施可能使一些患者不愿意参加长期安慰剂对照试验。替代终点可能会使试验设计更加可行，但必须谨慎选择以确保临床相关性。鉴于CH扩张是CH进展为MN的自然过程的一部分，减少高风险CH克隆负担（如VAF）的干预措施应能降低MN的发展。然而，主动降低CH VAF对MN风险的直接影响尚未在前瞻性试验中得到测量。此外，CH突变VAF的减少可能受到不同造血谱系中CH突变细胞分布变化的干扰，而这又可能随临床情况而波动。然而，在包括慢性粒细胞白血病、AML、急性淋巴细胞白血病和多发性骨髓瘤在内的多种恶性肿瘤中，实现可测量的残留疾病阴性明显与临床结果的改善相关。因此，我们认为对于高风险CH克隆实现可测量的残留疾病阴性是一个有效的MN预防替代终点。对于针对高风险CH突变的强效靶向疗法，这是可行的。

**结论**
高风险CHIP/CCU（尤其是特定生物学/分子亚型）的罕见性给招募研究对象带来了重大挑战。目前，CH的筛查并非标准临床实践的一部分。虽然针对髓系驱动基因的靶向测序在原因不明的细胞减少检查中越来越常见，但并不普遍应用。因此，识别高风险CH个体具有挑战性。疾病的罕见性加上当前临床试验基础设施的效率低下以及制药行业对罕见疾病支持的不足，使得高风险、基因特异性的CH试验难以开展。去中心化的临床试验可能是对罕见疾病进行研究的一种有吸引力的方法。这类试验是通过数字健康技术（例如远程医疗访问）在远程地点进行部分或全部试验相关活动，而不是在传统的集中式临床研究场所（例如学术医疗中心的办公室就诊）。这种模式可以降低参与临床试验的障碍，包括地理距离、时间投入和财务负担。也可以采用混合版本，结合传统的设计特点（例如在当地实验室采集样本）。去中心化临床试验最适合用于那些安全性良好、在相对健康的患者群体中使用且严重不良事件发生率低的成熟疗法。

总之，要充分实现凝血障碍（CH）干预研究在预防恶性转化（MN）方面的潜力，需要创新和灵活的临床试验设计。罕见疾病也适用类似的独特研究和监管方法。高风险凝血障碍应纳入这一范畴。采用针对罕见疾病的监管范式，包括灵活的证据标准，并考虑替代数据来源（包括历史对照数据），将有助于促进针对高风险凝血障碍患者的治疗方法的开发和批准。令人鼓舞的是，美国食品药品监督管理局（FDA）已经认识到需要改进针对罕见疾病个性化治疗的监管策略，并最近宣布了在该领域的新药物开发计划，包括“合理机制途径”（Plausible Mechanism Pathway）和“罕见疾病证据原则”（Rare Disease Evidence Principles）项目。

结论：自2014年Jaiswal等人和Genovese等人发表开创性研究以来，凝血障碍领域取得了显著进展。这些研究为了解癌症发生的早期阶段提供了前所未有的视角，阐明了内在因素、环境因素、遗传因素和后天因素——通常以特定突变的方式——如何影响凝血障碍的启动、克隆动态以及向恶性转化的风险。大部分进展得益于大规模人群研究（例如英国生物银行）和纵向测序研究，这些研究之所以可行，是因为可以通过外周血样本采集来对造血系统进行采样。这些发现使得风险分层模型的开发成为可能，从而能够识别出有高风险向恶性转化的凝血障碍患者，为治疗干预试验铺平了道路，目前这些试验正在积极招募患者。

尽管取得了这些进展，仍有许多未解决的问题。该领域的主要优先事项包括：明确特定驱动突变随时间变化的细胞内在和外在机制（特别是剪接因子突变）；阐明随着年龄增长出现的造血系统寡克隆性的基础及其与无已知驱动因素的凝血障碍的频繁关联；以及确定治疗干预是否能够改变凝血障碍的自然病程。

未来，将凝血障碍生物学的见解转化为有效的创新方法需要仔细权衡干预的风险和收益，因为即使是在高风险凝血障碍患者中，向恶性转化的绝对风险也相对较低。最终，这些努力对于确定最佳的凝血障碍临床管理至关重要，而这在临床实践中日益受到重视，并将加深我们对人类早期癌症发生机制的理解，无论试验结果如何。