综述:针对克隆性造血的新兴治疗策略
《Haematologica》:Novel and emerging therapeutic strategies for clonal hematopoiesis
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时间:2026年05月10日
来源:Haematologica 7.9
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Mohsen Hosseini | Steven M. Chan
多伦多玛格丽特公主癌症中心,加拿大
克隆造血(CH)发生在造血干细胞(HSC)获得突变时,这些突变使它们相对于野生型HSC具有竞争优势,导致它们在骨髓中扩增,并产生可循环于血液中的克隆后代,这些后代最容易
Mohsen Hosseini | Steven M. Chan
多伦多玛格丽特公主癌症中心,加拿大
克隆造血(CH)发生在造血干细胞(HSC)获得突变时,这些突变使它们相对于野生型HSC具有竞争优势,导致它们在骨髓中扩增,并产生可循环于血液中的克隆后代,这些后代最容易通过外周血测序检测到。CH的流行率随年龄增长而增加,并与较高的血液系统恶性肿瘤和各种非恶性肿瘤风险相关,特别是动脉粥样硬化性心血管疾病。CH不仅仅是一个生物标志物;它还积极促进了这些与年龄相关的疾病的发病机制。因此,针对突变克隆的扩增及其下游效应提供了一条预防这些不良健康结果的机会。CH涉及特定的生物学变化,这些变化维持了异常的HSC表型,包括表观遗传失调、异常的炎症信号传导、代谢重编程和改变的细胞内信号通路。对这些过程的更深入理解促进了靶向治疗方法的发展。本综述讨论了实施针对CH的干预措施的实际挑战,重点关注风险与收益的平衡以及选择合适的患者。它讨论了针对CH致病机制的新治疗方法,如表观遗传调节剂、抗炎疗法、代谢抑制剂和信号通路抑制剂。我们还强调了一些新兴的治疗策略,例如基于免疫的选择性克隆消除方法和基因编辑疗法来纠正致病变异。这些进展将CH重新定义为一种可能可改变的状态,而不是衰老的必然结果,为在疾病进展之前进行早期干预创造了机会。
**引言**
克隆造血(CH)是一种与年龄相关的状况,其中造血干细胞(HSC)获得体细胞突变,从而在骨髓中实现克隆扩增。尽管最初的扩增发生在骨髓中的造血干细胞和祖细胞(HSPC)中,但CH通常是通过外周血中存在的突变克隆后代来识别的,这为了解克隆动态提供了最直接的窗口。CH包括多种形式,如髓系CH(通常由DNMT3A、TET2和ASXL1等基因的突变驱动)、淋巴系CH、嵌合染色体改变CH以及通过全基因组测序检测到的无明确驱动因素的CH。这种异质性反映了潜在突变、受影响的谱系、克隆动态和临床后果的差异。虽然髓系CH占主导地位且研究最为广泛,但其他形式(如NOTCH1或STAT3突变)和嵌合染色体改变CH(如7号染色体单体或9p位点杂合性丢失)仍然相对较少被研究,需要进一步研究。携带CH突变的个体患髓系肿瘤(包括骨髓增生异常综合征和急性髓系白血病)的风险显著增加。然而,CH的影响不仅限于癌症风险;它现在也被认为许多与年龄相关的非恶性肿瘤的驱动因素。大规模人群研究表明,CH显著增加了心血管疾病(如冠状动脉疾病、中风和心力衰竭)的风险。此外,CH还与肾脏、肺部和肝脏病理的风险增加相关。这些观察结果表明,CH不仅仅是衰老的生物标志物,而是年龄相关病理的主动介质。
鉴于CH在驱动年龄相关疾病中的作用,人们对于开发早期干预策略以防止恶性进展和CH相关疾病的发展表现出了浓厚兴趣。尽管本综述侧重于单突变状态,但重要的是要认识到,像DNMT3A这样的突变通常具有多效性,并可以从多种信号中获得选择性优势。这种复杂性解释了单个突变如何产生多样的治疗机会。这可以与BCR–ABL的情况相类比,在那里单个基因改变驱动了一系列下游通路和相关脆弱性。考虑这些多效后果有助于即使在单个初始突变阶段也能识别新的治疗策略。本综述讨论了当前临床实施中的挑战,探讨了针对CH克隆及其相关致病机制的新治疗方法,并指出了未来的方向,包括基于免疫和基因编辑的治疗策略。
**克隆造血的检测**
目前,CH几乎完全通过对外周血或骨髓DNA的下一代测序来检测。在临床实践中,CH通常是在评估不明原因的细胞减少或细胞异常、进行肿瘤学体细胞突变检测(其中血液用作生殖系对照)或通过依赖外周血作为DNA来源的遗传性癌症易感性测试时偶然发现的。此外,对献血者和基于人群的生物库的大规模测序发现了健康个体中的CH,为了解其流行率、与年龄的关联及自然史提供了关键见解。展望未来,随着临床测序、液体活检方法和人群级别遗传筛查的广泛应用,CH的检测可能会变得更加普遍。随着CH检测变得更加常规,针对CH的具体治疗策略的考虑可能会变得越来越重要。
**当前克隆造血的治疗情况**
尽管对CH生物学理解的迅速进展,目前尚无直接针对CH本身的获批治疗方法。因此,当前的临床管理主要集中在监测和积极改变传统的心血管风险因素上,包括降低血脂、控制血压、优化血糖状态、戒烟以及遵循指南指导的预防性心脏病学措施,而不是针对克隆的药物治疗。然而,越来越多的转化医学和早期临床证据为开发针对CH的特定干预措施提供了强有力的支持。例如,探索性分析表明,携带某些驱动突变(如TET2)的个体可能从抗炎方法(如白细胞介素1-β [IL-1β] 通路抑制)中获得更大益处。类似地,临床前研究表明,DNMT3A突变HSPC中的代谢重编程是其潜在的治疗靶点。这些观察结果共同推动了旨在减少心血管事件和克隆进展的前瞻性、基于突变的干预试验。在本文的后续部分,我们将详细讨论当前潜在的治疗策略,包括针对CH生物学基础的药物治疗、基因治疗和免疫学方法。
**克隆造血治疗的考虑与挑战**
设计针对CH的干预措施需要仔细权衡潜在益处与危害,因为大多数CH患者是无症状的。与明显的癌症不同,CH代表一种癌前状态,通常是在没有立即出现临床症状的情况下偶然发现的。因此,任何针对CH的疗法都必须具有良好的安全性,以证明治疗健康个体的合理性。长期耐受性和最小的脱靶效应至关重要。
抗炎疗法的利弊很好地说明了这一挑战。阻断IL-1β已被证明可以降低CH携带者的 cardiovascular 事件风险。具体而言,使用卡纳单抗(canakinumab)这种靶向IL-1β的治疗药物降低了TET2突变CH患者的主要不良心血管事件风险。然而,全身性免疫抑制会带来显著风险,长期抑制IL-1β可能会损害对感染的免疫反应,表现为接受卡纳单抗治疗的患者致命感染的发生率高于安慰剂组。同样,使用低甲基化或组蛋白修饰剂的表观遗传疗法可能会对正常造血和其他组织产生意外的影响。同样,针对在CH中过度活跃的信号通路可能会引起细胞减少或其他毒性副作用,这些副作用可能超过其益处。因此,CH干预的治疗窗口需要仔细评估,优先选择能够选择性靶向突变克隆同时保持正常组织功能的药物。
**风险分层**
确定哪些CH携带者将从干预中获益是另一个核心挑战。CH具有显著的异质性。大多数携带者在其一生中不太可能进展为恶性肿瘤,而少数人几乎肯定会在相对较短的时间内发展为髓系恶性肿瘤。完善风险分层的努力正在迅速推进。例如,克隆造血风险评分(CHRS)这样的工具整合了基因组和临床变量,以预测哪些患者具有高风险的CH。除了CHRS之外,还提出了其他几种风险预测模型。最近的研究引入了结合突变、临床和人口统计变量的替代评分系统,以细化CH的心血管和血液系统风险分层。这些工具强调了将CH的基因组和临床特征转化为标准化预后框架的积极努力。这些工具对于确定何时以及谁应该接受治疗至关重要,理想情况下应将治疗重点放在具有高风险特征(如伴有细胞减少的CH或高风险突变[例如剪接因子基因突变]的患者)上,同时避免对低风险病例进行不必要的治疗。在实践中,治疗决策将综合考虑多个因素,包括克隆大小、生长速率、突变类型、患者年龄、合并症和炎症生物标志物。随着我们预测进展的能力提高,将越来越清楚针对CH的治疗是否对特定个体具有足够的益处。鉴于许多针对CH的策略仍处于临床前阶段或仅基于有限的人类数据,其临床效果和长期影响仍有待确定。
**基于机制的治疗类别**
表观遗传调节剂
表观遗传失调是CH的典型特征,尤其是在由DNA甲基化调节因子(如DNMT3A或TET2)突变驱动的情况下。这些突变改变了表观基因组,使HSPC进入异常的自我更新程序。长期以来用于高风险MDS的低甲基化药物(如阿扎胞苷和地西他滨)现在正在CH中进行测试,以逆转异常的DNA甲基化模式并恢复突变HSPC的正常分化。使用TET2敲除细胞的临床前模型表明,阿扎胞苷治疗可以恢复5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)的水平并减少克隆扩增;然而,大多数患者的TET2突变是单倍缺乏的,反应可能有所不同。值得注意的是,对阿扎胞苷的敏感性主要出现在双等位基因TET2丢失的情况下,而单倍缺乏状态的反应可能不同。尽管针对具有细胞减少(原因不明的克隆细胞减少,CCUS)的高风险CH患者的临床试验结果尚未出炉,但来自相关疾病(如低风险MDS)的证据表明,低甲基化药物可能改善某些患者的血液计数。一项正在进行中的临床研究(NCT06802146)正在评估口服地西他滨/塞达唑啶是否能有效抑制高风险CCUS患者的克隆扩增等终点。
**除了低甲基化药物外,维生素C(抗坏血酸)也被认为是一种潜在的TET2突变CH的表观遗传疗法。维生素C是TET酶的辅因子,在超生理剂量下可以增加DNA的羟甲基化和随后的去甲基化。在具有TET2突变的细胞中,高剂量的维生素C可以通过TET1/3活性增强这些过程,部分补偿TET2功能的丧失。此外,维生素C可以增强杂合突变状态下剩余的野生型TET2的活性,从而部分补偿单倍缺乏。TET2突变CH的小鼠模型表明,维生素C补充可以增加突变HSPC中的5hmC水平,抑制克隆扩增并阻止髓系疾病进展。最近的一项随机二期试验(EVI-2)在CCUS患者中显示,每日口服维生素C补充(1,000毫克,持续12个月)是安全的,有效恢复了血浆水平,并显著提高了总体生存率(风险比=2.88;95%置信区间:1.41–5.89;P=0.002),尽管其对克隆负担的影响尚未完全报道。相反,一项高剂量静脉注射抗坏血酸的小型试验在20周内没有观察到血液学反应。这些发现表明,口服维生素C可能在早期CH中具有潜在的临床益处,可能独立于直接的克隆减少。尽管临床数据有限,这种方法提供了一种相对低毒性的方法来靶向TET2突变CH的表观遗传缺陷。然而,其治疗效果面临潜在挑战。高剂量下维生素C的胃肠道吸收会达到饱和,超过一定阈值后吸收效率显著降低,多余的维生素C会通过尿液排出。因此,口服补充是否能够达到足够的水平以影响TET活性仍不确定。如果需要全身给药,将维生素C作为预防措施的实施将更具挑战性。
**CH中的一个新发现是突变HSPC中的异常组蛋白修饰。我们之前发现TET2的丢失会导致H3K79甲基化增加,这是由组蛋白甲基转移酶DOT1L催化的。这种表观遗传改变为TET2突变细胞提供了竞争优势。最初为靶向MLL重排白血病而开发的DOT1L抑制剂可以纠正TET2突变HSPC中的这种甲基化缺陷。在临床前模型中,抑制DOT1L可以恢复正常的H3K79甲基化水平,并选择性地降低TET2缺陷的HSPC的适应性。Pinometostat是目前最先进的DOT1L抑制剂。然而,将其作为预防性疗法使用面临挑战,因为它需要持续静脉输注以维持足够的血浆浓度,并且可能引起显著的毒性。目前尚不清楚较低剂量或替代给药途径是否能够有效预防TET2突变的克隆扩增。新兴的口服DOT1L抑制剂可能为解决这些问题提供可行的方案。优化表观遗传疗法的剂量和时机对其成功至关重要。由于许多表观遗传调节因子在正常造血过程中也发挥着重要作用,过度靶向这些因子可能会损害健康HSPC的功能。治疗的目标是在保持正常造血的同时,实现足够的表观遗传重编程,以消除突变克隆的竞争优势。
抗炎药物
慢性炎症既是克隆性造血(CH)的结果,也是其进展的驱动因素。突变克隆往往在通常会抑制野生型HSPC的促炎环境中繁衍。因此,针对炎症环境是一种合理的策略来遏制CH的扩张。CANTOS试验就是一个例子:这项最初旨在研究心血管结局的试验发现,IL-1β中和抗体canakinumab显著减少了复发的心血管事件,尤其是在TET2突变CH患者中。事后分析表明,阻断IL-1β可以消除促进TET2突变CH有害心血管效应的关键信号。有趣的是,后续分析还显示,接受canakinumab治疗的CH患者血红蛋白水平有所改善。基于这些发现,一项正在进行的II期研究正在评估canakinumab对CCUS患者向髓系肿瘤进展的影响(NCT05641831)。除了直接针对IL-1β外,炎性小体复合体本身也提供了另一种治疗机会。TET2突变巨噬细胞表现出炎性小体(如NLRP3)的过度激活,导致过量的IL-1β释放。此外,Dnmt3a-/-巨噬细胞也表达更高水平的Il1b。因此,小分子NLRP3抑制剂可能通过减少与CH相关的炎症反应,并在炎症较少的骨髓微环境中削弱CH克隆的竞争优势,从而减轻其负面影响。
白细胞介素(IL-6)阻断是另一种有前景的方法。CH患者的血浆IL-6水平升高,这是由于包括巨噬细胞在内的突变髓系细胞的IL-6分泌增加所致。在临床前研究中,Shin等人通过CRISPR编辑CD34+ HSPC中的TET2突变创建了CH猕猴模型,并证明使用IL-6受体阻断抗体托珠单抗(tocilizumab)可以显著减缓TET2突变克隆的扩张,表明中断IL-6信号传导可以消除它们的竞争优势。值得注意的是,一旦停止使用托珠单抗,突变克隆的扩张就会恢复,这凸显了IL-6在支持克隆扩张中的作用。这些发现与小鼠研究结果一致,表明抑制IL-6信号传导也可以抑制TET2突变克隆的生长。除了克隆动态外,IL-6在介导CH相关的心血管疾病中也起着关键作用。人类遗传数据也支持这一机制:携带IL6R失活变异(Asp358Ala)的人尽管患有CH,但心血管事件风险显著降低。与缺乏这种保护性变异的CH患者相比,他们的风险更高。除了造血细胞和基质细胞外,骨髓脂肪细胞也会分泌IL-6,抑制IL-6已被证明可以在体内减少DNMT3AR882突变克隆的扩张。
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)抑制是另一种有前景的治疗途径。临床前数据显示,TNF-α信号传导会增强DNMT3aR878H+/Tet2突变HSPC的竞争优势。对一组类风湿关节炎合并CH的患者进行的治疗表明,使用TNF阻滞剂阿达利姆单抗(adalimumab)可能减少克隆负担。尽管TNF抑制剂尚未在CH中进行大规模试验,但它们在其他炎症性疾病中的良好安全性使其成为再利用的候选药物。通过抑制TNF-α信号传导,这些药物可能消除突变HSPC的竞争优势,从而减缓其克隆扩张并减少与CH相关的过度炎症的负面影响。
在CH中另一个受到关注的炎症轴是干扰素γ(IFN-γ)信号通路。实验证据表明,IFN-γ可以为突变HSPC提供竞争优势,使其成为潜在的治疗靶点。例如,慢性分枝杆菌感染已被证明可以选择性驱动DNMT3a缺陷HSPC的扩张。在这项研究中,单独在体内给予IFN-γ足以重现克隆扩张。机制上,DNMT3a缺陷HSPC对IFN-γ诱导的凋亡和分化更具有抵抗力。类似地,SRSF2突变HSPC会下调STAT1表达,从而在富含IFN的炎症环境中相对于正常细胞获得适应性优势。这些发现表明,通过JAK–STAT通路抑制剂或直接中和IFN-γ来阻断IFN-γ信号传导是遏制克隆扩张的潜在策略。
CH、炎症和肠道微生物组之间的相互作用也是一个值得关注的研究领域。Agarwal等人表明,肠道细菌产生的生物合成副产品ADP-heptose可以激活HSPC上的ALPK1受体,激活NF-κB信号通路,并选择性地扩增DNMT3A缺陷细胞,说明肠道改变如何影响CH。Meisel等人报告说,TET2缺陷小鼠会发展出肠道屏障功能障碍,促进细菌移位并增加IL-6的产生。这种升高的IL-6随后会驱动突变克隆的扩张和白血病前髓系增殖。值得注意的是,抗生素治疗可以逆转这一扩张,强调了微生物信号在TET2突变疾病进展中的关键作用。这些发现将肠道微生物组定位为一个有前景的治疗靶点,并表明包括益生菌、饮食调整和抗生素在内的干预措施可能有助于建立抗炎环境,从而限制CH的进展。值得注意的是,已经在临床使用的广谱抗炎药物在缓解CH方面显示出潜力。例如,广泛用于高脂血症的他汀类疗法与TET2突变克隆扩张减少有关。尽管作用机制尚不清楚,但他汀类的抗炎特性可能是其机制之一。类似地,对心肌梗死后患者进行的COLCOT试验发现,低剂量秋水仙碱(具有公认的抗炎作用)可以减少CH克隆的生长。这些发现提示,廉价且耐受性良好的药物可能被重新用于减少炎症并削弱突变HSPC的竞争优势。
信号通路抑制剂
研究表明,JAK2V617F突变会重新编程HSPC的内在信号通路,从而产生可治疗的生长和生存优势。Ruxolitinib是一种JAK1/2抑制剂,已被批准用于治疗恶性血液肿瘤,它可以显著减少这些肿瘤中的炎症细胞因子产生并缩小JAK2V617F克隆。在JAK2V617F阳性患者的临床研究中,JAK2抑制剂仅使20名患者部分响应,6名患者完全响应,中位响应时间为22-28个月。值得注意的是,在疾病持续时间较短的患者中观察到更大的等位基因负担减少,这表明早期干预可能提高疗效。虽然JAK抑制剂尚未在JAK2V617F CH中专门测试,但它们在恶性血液肿瘤中的疗效表明它们可能有益;然而,需要更大规模的临床试验来评估其安全性和有效性。interferon-alpha(IFNα)单疗法也被证明可以在JAK2V617F阳性患者中诱导强烈的分子反应。最近的研究表明,结合JAK2抑制和低剂量IFNα可以进一步减小JAK2V617F克隆的大小,提供了一种超越单纯JAK2抑制剂治疗的策略。COMBI-II试验的结果表明,这种组合在治疗新诊断的真性红细胞增多症患者中可产生高完全血液学反应率,减少JAK2V617F等位基因负担,并具有可接受的毒性谱。
新兴证据表明,JAK抑制剂也可能对非JAK2突变的CH有效。例如,TET2缺陷HSPC通过上调促血小板生成素受体(MPL)信号获得竞争优势,导致JAK2激活。药理学上的JAK2阻断通过ruxolitinib逆转了这一优势并抑制了小鼠模型中的克隆扩张。另一项研究通过CRISPR筛选发现,组蛋白赖氨酸去甲基酶KDM3B是TET2和IDH2突变HSPC的关键依赖因素,因为它维持了包括MPL在内的细胞因子受体的表达。这些发现表明,MPL–JAK2通路是多种高风险CH基因型中的共同脆弱性目标。AKT/mTOR通路也是另一个有前景的治疗靶点。Weinstock等人证明,TET2、ASXL1和SF3B1突变会激活HSPC中通常沉默的TCL1A位点,导致其上调。由此产生的TCL1A蛋白与AKT异构体结合并增强其激酶活性,从而放大AKT/mTOR信号传导并加速克隆扩张。来自小鼠研究的支持证据证实了这一通路的治疗潜力。在ASXL1突变敲入模型中,mTOR抑制剂雷帕霉素抑制了突变HSPC的异常扩张。这些发现表明,AKT/mTOR通路是多种CH驱动突变中的共同脆弱性目标。
代谢调节剂
代谢重编程已成为CH克隆的关键生物学变化。DNMT3AR882突变就是一个例子,它导致突变HSPC上调线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)通路。DNMT3A突变HSPC表现出增强的呼吸能力和线粒体膜电位。这种代谢变化是通过表观遗传机制实现的,即DNMT3A功能下降导致核编码的线粒体基因低甲基化,进而上调电子传递链和OXPHOS基因的表达。因此,突变细胞变得依赖线粒体代谢来维持其竞争优势。这些代谢依赖性为治疗创造了机会。二甲双胍是一种耐受性良好的复合I抑制剂,通过抑制突变HSPC的异常OXPHOS活性选择性地抑制其克隆扩张。在Dnmt3aR878H+驱动的CH小鼠模型中,8个月的二甲双胍治疗消除了突变HSPC的竞争优势。多组学分析显示,二甲双胍增强了DNMT3a突变细胞的低碳代谢和甲基化潜力,部分恢复了正常的DNA CpG甲基化和抑制性H3K27me3标记。重要的是,二甲双胍对野生型HSPC功能影响较小,显示出治疗选择性。流行病学数据显示,使用二甲双胍的英国生物银行参与者中DNMT3AR882阳性CH的患病率大约降低了50%,表明OXPHOS抑制可以在人类中有效对抗CH扩张。除了二甲双胍,其他代谢调节剂也对CH有潜在的治疗效果。例如,靶向线粒体的抗氧化剂MitoQ利用突变线粒体升高的膜电位,优先在DNMT3A突变HSPC中积累,从而抑制其增强的呼吸作用。在Dnmt3a突变小鼠中,MitoQ治疗减少了OXPHOS活性并特异性诱导了突变细胞的凋亡。例如,IDH1突变的前白血病克隆也被证明依赖于线粒体呼吸,并且可以通过I型复合物抑制剂阻断氧化磷酸化(OXPHOS)被选择性地消除,而不会影响正常的造血干细胞(HSC)。这些发现表明,不同的CH驱动突变可能具有共同的生物能量依赖性,这些依赖性可以被作为治疗靶点。并非所有的CH突变都会增加氧化磷酸化。例如,剪接因子突变(如SRSF2P95H)会诱导线粒体功能障碍,并导致线粒体自噬的补偿性增加。SRSF2突变细胞表现出线粒体电子传递链mRNA的剪接紊乱,从而导致I型复合物功能障碍,这激活了依赖于PINK1的线粒体自噬监视途径。这种适应性线粒体自噬通过清除受损的线粒体和减轻能量压力对SRSF2突变细胞的存活至关重要。通过GSK-3β抑制剂阻断PINK1途径或强制保留其毒理性内含子,可以 selectively 导致SRSF2P95H/+细胞的凋亡。因此,增强的线粒体自噬是具有剪接因子突变的CH克隆的一个明显弱点。针对这种突变特异性的代谢弱点进行干预对于治疗成功至关重要。总的来说,实际和经济因素又增加了复杂性。任何针对CH的疗法可能都需要长期使用,甚至可能是终生的,以抑制克隆扩张,这引发了关于成本和依从性的重要问题。高成本的生物制剂(如单克隆抗体,例如canakinumab和emapalumab)不太可能广泛适用,可能最好仅用于高风险患者。相比之下,已经存在大量支持证据的再利用的非专利药物(如二甲双胍)是更可行的选择,而他汀类药物仍处于探索阶段。为了提高依从性,理想情况下应通过口服而非注射方式给予治疗。因此,理想的干预措施不仅需要有效,还需要易于使用和能够大规模应用。这可能涉及结合生活方式的改变和安全的药物干预来控制突变克隆。最终,临床试验对于证明干预CH确实能改善患者状况并证明任何相关风险是必要的,这强调了需要严格基于风险的患者选择、标准化的检测方法、精心选择的具有临床意义的终点以及确保可行性和广泛适用性的协作试验设计。
上述治疗策略通常依赖于对由驱动突变引起的增强依赖性的间接靶向。然而,在某些情况下,可能可以直接针对驱动突变本身。例如,由IDH1或IDH2突变驱动的CH可以通过IDH抑制剂来治疗。同样,JAK2V617F突变克隆也可以通过JAK2激酶抑制剂来抑制。这些策略旨在通过药理学方式中和突变蛋白的致癌活性来消除突变克隆的竞争优势。IDH1或IDH2突变在CH中并不常见,但已经启动了针对这些突变的试验。最初为治疗急性髓系白血病开发的IDH1抑制剂ivosidenib和IDH2抑制剂enasidenib现在正在携带IDH突变的CCUS(克隆性造血干细胞增多)患者中进行测试。这些初步研究(NCT05030441针对IDH1突变CCUS,NCT05102370针对IDH2突变CCUS)旨在确定IDH抑制剂治疗是否能够抑制突变克隆表达、改善血细胞计数并阻止疾病进展。虽然结果尚未出炉,但这种方法展示了直接靶向突变癌基因以改变CH病程的潜在效用。
在CH中,剪接体基因(如SF3B1、SRSF2和U2AF1)的反复突变很常见,并且与发生髓系肿瘤的高风险相关。然而,直接靶向异常剪接面临重大挑战。一种创新的方法是利用小分子剪接调节剂来利用剪接体突变细胞的独特弱点。H3B-8800是一种口服的SF3b复合体调节剂,旨在优先杀死携带剪接体突变的细胞。临床前研究表明,H3B-8800可以选择性地诱导剪接体突变造血细胞的死亡,为这种治疗策略提供了强有力的机制支持。然而,在一项针对包括SF3B1或其他剪接因子突变患者的H3B-8800的I期试验中,没有观察到完全或部分缓解。尽管H3B-8800在完全转型的髓系恶性肿瘤患者中的疗效有限,但在CH环境中,针对剪接体的疗法如H3B-8800可能会更有效,这一可能性仍有待研究。
驱动治疗相关CH的DNA损伤响应基因(如PPM1D和TP53)的突变也可以通过针对突变的特异性治疗方法来靶向。例如,PPM1D的截短突变会产生一种过度活跃的磷酸酶,损害DNA损伤响应并赋予对遗传毒性压力的抵抗力。临床前研究表明,PPM1D抑制剂可以选择性消除PPM1D突变细胞并恢复化疗敏感性,突显了针对PPM1D突变CH中这一DNA损伤响应途径组分的潜在靶向能力。同样,TP53的错义突变可以通过利用突变特异性结构变化的精准医疗方法来处理。例如,TP53Y220C热点突变在p53蛋白中创建了一个可被PC14586(rezatapopt)结合的独特靶点,这种小分子可以使突变蛋白恢复野生型构象。这种突变特异性的p53再生剂在TP53Y220C急性髓系白血病的临床前模型中显示出疗效,与BCL-2抑制剂联合使用时可诱导白血病细胞死亡并延长生存期,目前正在针对TP53Y220C突变急性髓系白血病/髓系增生综合征的临床试验中进行评估(NCT06616636)。尽管尚未进行测试,这种方法也可能抑制TP53Y220C HSPC在CH中的克隆优势。
基于免疫的策略
CH中的反复突变可能产生新抗原,使突变细胞在免疫上显得外来,从而为潜在的免疫介导清除提供了途径。例如,JAK2V617F突变在髓系增生性肿瘤和部分CH中常见,已被证明可以产生T淋巴细胞识别的独特肽段。最近的研究发现了由剪接体突变产生的免疫原性靶点。一个显著的例子是SF3B1K700E突变,它产生一种HLA-A*02:01限制的新表位,可被T细胞有效识别。表达针对这种SF3B1衍生新抗原的工程化淋巴细胞在体外和鼠异种移植模型中成功消除了突变造血细胞,同时不影响正常祖细胞。同样,从突变SRSF2产生的新抗原也被鉴定出来,进一步扩展了可用于CH干预的潜在免疫靶点。除了剪接因子突变外,还有研究表明,IDH1和IDH2突变(在少数CH携带者中发现)也可以产生可被T细胞识别的新抗原。尽管这些突变相关的新抗原尚未通过实验验证,但它们代表了携带IDH1/2突变的CH携带者的可行免疫治疗靶点。
尽管取得了这些进展,将这些基于新抗原的免疫疗法转化为临床实践仍面临若干挑战。突变克隆可以通过下调HLA分子、表达检查点配体以及诱导免疫耐受来逃避免疫监视。一种克服这一挑战的策略是通过个性化肽或RNA疫苗来增强宿主的自身免疫,激活并扩增新抗原特异性T细胞并产生持久的记忆。另一种方法是通过外源性传递突变特异性T细胞受体工程化淋巴细胞或给药双特异性T细胞结合物来提供效应细胞,将多克隆T细胞导向突变肽-MHC复合物。虽然在明显的髓系恶性肿瘤中的概念验证研究表明这些策略可以消灭突变细胞而不影响野生型祖细胞,但尚未在CH环境中进行测试。另一个重要的考虑因素是,任何临床应用都必须仔细权衡潜在的毒性和巨大的经济成本与CH携带者的绝对风险。对于具有大克隆规模、高风险突变或预示进展的协同突变的高风险CH个体,突变特异性免疫疗法可能有益。对于低风险个体,风险-收益和成本-收益分析可能表明这种干预形式不可行。尽管存在这些挑战,但基于免疫的疗法为特异性靶向和消除突变克隆提供了有希望的方法。
基因组编辑
基因组编辑代表了一种未经测试但具有潜在变革性的策略,可以直接纠正或消除导致CH的驱动突变。体外CRISPR-Cas9编辑在遗传性血液疾病中的临床成功为CH相关突变提供了一种概念和技术框架。例如,自体HSC经过编辑以破坏BCL11A红细胞特异性增强子,在β-地中海贫血和镰状细胞病患者中取得了显著成功。这些编辑后的细胞实现了高基因编辑效率,并显示出持久的植入效果,包括无需输血。可以设想类似的体外基因组编辑策略用于纠正驱动突变或选择性地从HSC中敲除突变等位基因,从而减少这些突变克隆的竞争优势。然而,要有效应用基因组编辑方法于CH,必须克服一些技术挑战。要在CH中实现安全有效的基因校正,需要具有高特异性和效率的基因组编辑工具。改进的CRISPR变体(如SpCas9-HF1和eSpCas9)在减少脱靶效应的同时保持高靶点活性。尽管这些工具能够特异性敲除突变基因,但这种方法只会留下一个功能性的野生型等位基因(对于杂合突变),可能会导致单倍体不足,而无法完全恢复正常的基因剂量。因此,纠正致病突变比简单的敲除更为有效。传统的同源定向修复虽然可以用模板替换突变序列,但所需的双链DNA断裂难以被HSC耐受,可能导致植入效果降低。较新的方法(如碱基编辑器和 primes 编辑器)通过完全避免双链DNA断裂提供了有希望的替代方案。我们的团队最近证明了在原代人类HSPC中使用 primes 编辑的可行性,成功引入了DNMT3AR882H突变。同样的方法也可能用于反向纠正这种突变。然而,目前在这些工具在HSC中的编辑效率通常很低,因此只有部分细胞能够被成功编辑。这一限制意味着需要开发新的富集策略来分离或扩增编辑后的HSC至临床可用水平。正在探索的方法包括引入二次可选的“标记”编辑(如荧光标记)以实现下游识别和分离。
在体外完成基因校正后,关键挑战是确保编辑后的HSC成功植入并在体内竞争中胜过患者现有的突变HSC。这可能需要通过清除患者的内源性HSC来为编辑后的细胞腾出空间。传统的髓系清除预处理(如高剂量白消安或全身照射)毒性很高,不适合年龄较大、无症状的CH患者。然而,毒性较低、靶向性强的预处理策略(如抗体-药物 conjugates 或专门杀伤HSC的生物制剂)是潜在的替代方案。例如,单剂量的抗CD117抗体-药物 conjugate 已被证明可以在非人类灵长类动物中清除超过99%的HSC,从而高效植入基因修饰的HSC且毒性较低。这种靶向方法可能能够在没有严重副作用的情况下实现植入。另一种补充策略是赋予基因编辑细胞竞争优势,使其能够超过残留的突变细胞,例如通过引入药物抗性基因(如MGMTP140K系统)。然而,短期内,优化后的预处理方案(可能是基于抗体的)可能是确保植入的最实用方法。早期针对CH的HSC基因组编辑应用将可能集中在那些进展风险较高的患者身上,其中益处可能大于风险。对于低风险患者,这些程序的毒性和复杂性使得这种干预方式难以证明其合理性。
结论
CH现在是多种疾病的已知驱动因素,包括血液系统恶性肿瘤、心血管疾病和其他炎症性疾病。它在临床症状出现之前的早期出现为预防性干预提供了机会。近年来,研究重点从被动监测转向了CH的主动治疗。正在进行使用各种疗法的早期阶段试验。基于免疫和基因组编辑的实验方法正在推动可能性的边界,提供了选择性克隆靶向的潜力。然而,将这些发现转化为标准化护理仍面临重大挑战。特别是在无症状个体中,安全性始终是最重要的考虑因素。我们还需要更好的工具来识别哪些个体需要干预,以及生物标志物来监测治疗反应。用于慢性造血系统(CH)预防策略的监管途径和试验设计也必须不断发展。尽管存在这些障碍,该领域正朝着积极管理CH的方向前进。基因组学、机制理解和治疗创新的进步正在共同推动精准预防成为可能。未来的十年将决定哪些策略能最有效地减少CH的负面影响并延长健康寿命。为了总结CH的治疗现状,我们根据临床风险和干预时间范围对CH亚型进行了分类(图1)。该矩阵展示了低风险和高风险CH的短期与长期策略。低风险的CH,包括常见的髓系CH突变(如DNMT3A和TET2),通常可以通过生活方式调整、他汀类药物、低剂量抗炎治疗和监测来管理;而长期策略则侧重于新兴的干预措施,如靶向表观遗传修饰和实验性基因编辑。高风险的CH,包括高风险髓系CH(TP53、SRSF2、JAK2)、淋巴系CH(NOTCH1、STAT3)以及嵌合染色体改变(7号单体、9p部位的拷贝中性失多样性),可能需要立即采取风险适应性干预措施,如细胞减少术、靶向通路药物或免疫调节;而长期方法则旨在通过精准基因编辑或染色体工程纠正潜在的克隆驱动因素。该框架按照临床风险和治疗可行性对克隆性造血亚型进行了分层,揭示了在突变异质性之外的共同致病机制、炎症、表观遗传失调和DNA损伤反应的驱动因素。
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图1. 按风险和干预时间范围划分的克隆性造血系统治疗策略。该矩阵展示了克隆性造血系统(CH)亚型、临床风险和治疗方法之间的关系。X轴表示干预的时间线,从短期(目前可用或即将可行的)到长期(新兴或实验性策略);Y轴表示临床风险,从低风险CH(常见惰性突变)到高风险CH(与血液系统恶性肿瘤进展或全身并发症相关的突变或染色体改变)。
M-CH:髓系克隆性造血;L-CH:淋巴系克隆性造血;mCA-CH:与嵌合染色体改变相关的克隆性造血;cnLOH:拷贝中性失多样性。
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