全基因组测序揭示CD19 CAR-T细胞治疗失败的淋巴瘤患者潜在的复杂基因组特征

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靶向CD19嵌合抗原受体T细胞（CAR-19）是复发/难治弥漫性大B细胞淋巴瘤（R/R DLBCL）和其他侵袭性淋巴瘤患者的一种全新治疗选择。52%-82%的患者在CAR-19输注后即刻产生反应，但只有约40%的患者达到肿瘤完全根除和长期缓解，治疗失败的潜在机制仍然未知。几个研究小组初步探索了淋巴瘤基因组对CAR-19预后的影响，结果显示TP53和其他已确定的淋巴瘤驱动基因突变可能在其中发挥作用。南佛罗里达大学莫尔萨尼医学院的研究者剖析了基因组驱动因素在CAR-19治疗反应中的作用。

研究方法

R/R大B细胞淋巴瘤（LBCL）患者特征见表1。持久反应者（无进展者）定义为CAR-19输注后最低随访6个月持续缓解的患者。非持久反应者（进展者）定义为CAR-19难治性病例或在最初反应后淋巴瘤复发者。收集患者外周血单个核细胞（PBMC）或肿瘤活检组织提取核酸。对来自49例CAR-19治疗LBCL患者的51份样本进行全基因组测序（WGS）分析。

表1

研究结果

临床特征

本研究共纳入49例LBCL患者：40例为新发DLBCL，8例为转化型滤泡性淋巴瘤（FL），1例为转化型慢性淋巴细胞白血病（CLL）。患者中位年龄65岁（范围：44-79），女性11例（22.4%），既往治疗线数的中位数为2（范围：1-6）。40例（81.6%）患者接受含铂方案治疗。11例（22.4%）患者接受了高剂量美法仑为基础的预处理和自体造血干细胞移植挽救治疗。34例（69.4%）患者在单采与输注CAR-19之前接受了桥接治疗。CAR-19治疗后，4例（8.2%）患者发生3级及以上细胞因子释放综合征（CRS），15例（30.6%）患者发生3级及以上免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）。一例患者在输注后一周内因CAR-19毒性死亡，疾病反应未知。所有患者的中位总生存期（OS）为11.6个月，无进展生存期（PFS）为8个月。持久反应者的中位随访时间为17.3个月。18例（36.7%）患者表现为无进展缓解（表1）。

本研究探索了CAR-19治疗后与预后不良相关的临床特征，发现治疗前肿瘤代谢体积（MTV）、性别、年龄和既往治疗线数与较高的复发风险相关（P=0.048；P=0.029；P=0.008；P=0.016）（图1）。在新发DLBCL患者中，年龄和既往治疗线数与较高的复发风险相关（P=0.004，P=0.02）。此外，MTV（P=0.048）和桥接治疗（P=0.012）与较短的OS显著相关。

图1

与CAR-19预后相关的驱动突变基因

研究发现，进展者和持久反应者之间的总突变负荷没有差异。TP53是最常见的驱动突变基因，42%的R/R LBCL患者至少含有1个突变。但是TP53和其他任何单个驱动突变基因都不能预测CAR-19治疗后的不良结局。

既往研究认为CD19丢失是CAR-19耐药机制之一。本研究中，基因组水平研究发现，3例患者出现CD19单等位基因拷贝数丢失，2例患者显示CD19突变，该5例患者中4例获得持久CAR-19反应。此外，流式细胞术检测了38例患者治疗前CD19的表达，其中8例（10.5%）患者CD19蛋白表达缺失或减少，这8例患者中有6例出现病情进展，但CD19蛋白表达水平与不良预后之间的差异无统计学意义（P=0.46），而且对OS无影响（P=0.61）。最后，通过RNA测序（RNA-seq）对16例患者的CD19表达水平进行转录组研究，未发现其对PFS或OS有任何影响。

与CAR-19预后相关的突变特征

本研究中，研究者确定了R/R淋巴瘤患者涉及的12个基因突变特征（图2），其中8个已被纳入COSMIC v.2，并在新诊断的DLBCL患者中已有报道，具体包括：SBS1、SBS2、SBS5、SBS8、SBS9、SBS13、SBS17b和SBS18。另外4个是由于暴露于不同的化疗所引起（SBS-MM1：美法仑；E_SBS37：奥沙利铂；SBS31：顺铂/卡铂；SBS35：顺铂），其中2个尚未包括在COSMIC中。研究表明，侵袭性淋巴瘤复发时，与致突变剂相关的突变负荷会增加，单个存活细胞的克隆优势也可驱动其进展。

图2

对不同突变特征与患者对CAR-19的治疗反应进行研究。结果表明携带APOBEC突变活性（SBS2和SBS13）的患者PFS明显缩短，13例患者中有12例（92%）出现疾病进展（所有患者：P=0.0023；新发DLBCL：P=0.045）（图3）。其他突变特征检测发现，SBS18与CAR -19治疗后疾病进展相关（9/11[81%]）（所有患者：P=0.0396；新发DLBCL：P=0.045）（图3）。SBS信号反映了氧自由基应激对基因组的损伤。APOBEC和SBS18均与OS缩短相关。

图3

3p21.31（RHOA）缺失与较差CAR-19治疗反应

TP53单等位基因或双等位基因缺失较常见（59.2%），但其不影响CAR-19后患者的生存期。3p21.31（RHOA）缺失是唯一可强烈预测CAR-19后不良预后的因素（所有患者：P=0.0.0013；新发DLBCL：P＜0.0001）（图4）。CAR-19输注后，11例患者中有10例（91%）出现进展。RHOA缺失也与OS缩短相关（P=0.023）。

图4

结构变异（SV）与较差CAR-19治疗反应

WGS可识别详细的SV和复杂变异。51份WGS样本中发现了4011种SV（每个R/R样本中位数：60；范围：9-277）。本研究观察到可影响患者生存期的5种主要复杂SV，具体包括：双微体（6例），染色体碎裂（23例），染色体编织（18例）和模板插入（11例）。染色体碎裂与CAR-19治疗后较短的PFS相关（P=0.026），22例患者中有18例（81.8%）出现早期进展，但其与OS无关。所有伴双微体的新发DLBCL患者（4/4），疾病迅速进展，所有患者在CAR-19治疗后死亡（PFS：P=0.017[图5]；OS：P=0.0011）。

图5

此外，研究结果表明，在新诊断的DLBCL中已建立的预后标记物，对CAR-19治疗的疗效预测能力较低。接受CAR-19治疗的患者中，不同的SBS特征、拷贝数变异（CNV）和复杂SV是PFS和OS独立的预测因素。

研究结论

本研究表明，在CAR-19对LBCL的疗效和耐药性的复杂相互作用因素中，肿瘤固有的基因组改变是关键。本研究的研究结果可以推动基因功能研究，从机制上确定复杂的淋巴瘤基因组如何造成对CAR-T细胞和其他新兴免疫疗法不利的环境。

参考文献：

Michael D. Jain, Bachisio Ziccheddu, Caroline A. Coughlin, et al. Whole-genome sequencing reveals complex genomic features underlying anti-CD19 CAR T-cell treatment failures in lymphoma. Blood. 2022 Aug 4; 140(5): 491-503. doi: 10.1182/blood.2021015008.