Ig NGS-MRD检测技术用于预测ALL患者CAR-T细胞治疗后复发的研究

作者评估了急性淋巴细胞白血病(ALL)的tisagenlecleucel(CAR-T细胞)治疗后的微小残留疾病(MRD)检测和b细胞发育不全,以确定预测复发的生物标志物(N = 143)。研究发现骨髓(BM)标本NGS-MRD检测结果中的>0与复发高度相关。治疗后第28天的多变量分析显示,BM NGS-MRD >0(与复发的风险比HR = 4.87;95%CI,2.18-10.8;P < 0.001)和b细胞恢复(HR = 3.33;95%CI,1.44–7.69;P = 0.005)与复发有独立相关性。到3个月时,BM NGS-MRD HR增加到12(95% CI,2.87-50;P < 0.001),而b细胞恢复不能独立预测(HR = 1.27;95% CI,0.33–4.79;P = 0.7)。可检测的BM NGS-MRD能可靠地预测风险,使临床医生有足够的时间考虑预防复发的方法,如造血细胞移植(HCT)或第二次CAR-T细胞输注。

文中分析了参加ELIANA和ENSIGN试验的使用tisagenlecleucel进行CAR-T细胞治疗的ALL患者的血液和骨髓样本,在不同时间点进行MFC-MRD或NGS-MRD检测,比较两种检测方法的灵敏度、预测复发能力、与总生存期(OS)/无事件生存期(EFS)的相关性,得出结论:在治疗后采用MFC或者NGS进行MRD测量均可以预测复发风险,NGS-MRD检测的灵敏度更高,能更早发现复发风险,与OS/EFS的相关性更好。

01
人群和MRD抽样

共对纳入ELIANA和ENSIGN试验的143例患者的1771份样本进行MFC-MRD分析,对109例患者的474份样本进行了NGS-MRD分析。共有426份通过了质量控制,其中包括125份血液样本和301份骨髓(BM)样本。时间点从筛查到输注后24个月,79%的输注后样本分别在1、3和6个月抽取。MFC分析在新鲜样本上进行,而NGS-MRD分析是在来自相同的血液和骨髓提取的冷冻样本上进行。共有387个样本提供了MFC和NGS-MRD的信息。

02
MFC-MRD和NGS-MRD在骨髓和血液中的敏感性

figure1

无论是MFC-MRD还是NGS-MRD,骨髓标本的灵敏度都比外周血标本的灵敏度更高(图1A、B)。

在10-4灵敏度以上时,BM NGS-MRD与BM MFC-MRD相似,但NGS-MRD更敏感,显示有大量样本NGS-MRD阳性而MFC-MRD阴性(图1C)。

进一步比较外周血NGS-MRD与BM MFC-MRD,外周血NGS-MRD更敏感(图1D),有10例患者外周血NGS-MRD检测到阳性,但BM MFC-MRD阴性,这有临床意义,5例发生BM/髓外复发,4例接受HCT/额外治疗,1例失访。

图1E和F显示出了MFC-MRD与NGS-MRD的一致性以及NGS-MRD敏感度的增加。MFC-MRD的灵敏度极限为10-4,而NGS-MRD提供了≥10-6的可靠灵敏度,临界值取决于所需的灵敏度水平和提供的细胞数量。如果使用10-6的敏感性水平,NGS检测到的样本比MFC检测到的样本多88%,如果包括任何可检测到疾病的样本(不限定敏感度截止值),NGS检测到的样本多131%。值得注意的是,没有MFC-MRD+而NGS-MRD−的样本。

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3

在NGS-MRD检测质量和定量的背景下的MRD检测和复发时间

figure2
许多病人检测到疾病,但因为值没有达到阈值所需的检测限(LOD)或定量限(LOQ),以10-6为cutoff,他们则没有被报告为阳性。图2A左边的面板显示了可检测到但低于LOD和LOQ的样本,而右边的面板显示了在10-6的cutoff下被认为是阳性的样本。作者分析了19例NGS-MRD+但低于10-6分界线的患者的结果,其中14例复发或成为MFC-MRD+,4例进行额外治疗,只有1例有持续缓解。只有样本内含有足够多的合格细胞数时,NGS-MRD检测才能提供更加准确的报告结果。

MFC-MRD阳性的平均复发时间为52(14-86)天,在10-6水平NGS-MRD阳性的平均复发时间为70(15-196)天,在>0但<10-6水平NGS-MRD阳性的平均复发时间为168(47-330)天(图2B)。说明相比MFC,NGS检测能够在明显复发之前提供更多的提前期,即NGS-MRD能更早地预测到疾病复发,以允许重复取样和协调治疗干预。

04
BM MFC-MRD和BM NGS-MRD的预测能力

虽然达到完全缓解(CR)和不完全血液学恢复(CRi),但在治疗后第28天和/或第3个月未达到BM MFC阴性的患者预后不好。在28例CR患者中,2例为BM MFC-MRD+,他们分别在第80天和第85天复发,未经额外治疗就死亡。

对于能够达到CR/CRi的患者,假设在tisagenlecleucel治疗后的关键时间点测量BM NGS-MRD和B细胞发育不全,可以更准确地预测复发风险和总生存期(OS)。

figure3

作者首先分析了在10-6的cutoff下NGS-MRD阳性患者与阴性患者(图3A和B),这两组的EFS和OS没有显著差异。

为了评估NGS-MRD检测的敏感性增加的影响,作者通过NGS-MRD = 0和NGS-MRD >0的比较来分析了数据集,其中包括任何水平的检测(图3C和D),这使我们在鉴别复发风险较高和较低的人群方面的能力的显著提高(NGS-MRD = 0 EFS为68% ,而NGS-MRD >0为23% P=0.00047)。较低的复发率导致该队列的OS更高(NGS-MRD=0为84%,而NGS MRD >0为47%;P = 0.0038)。图3C的下曲线显示,一小部分BM NGS-MRD+患者在第28天可能有更长的缓解,这可能表明,在一小部分患者中,治疗反应在第28天并未结束,并可能继续进行。

在输注后3个月和6个月,BM NGS-MRD = 0患者对减少复发和更好的OS具有类似的预测能力(图3E-H)。在3个月和6个月时,在10-6cutoff下BM NGS-MRD阳性可以预测不良结果,但所有时间点的最佳预测值是使用NGS-MRD >0的cutoff。

05
b细胞发育不良的预测能力

作者对持续B细胞发育不良、1-3个月、3-6个月、6-9个月、9和12个月恢复的EFS进行了Kaplan-Meier分析。

figure4

如图4所示,第一年出现b细胞恢复的患者复发风险明显高于未恢复的患者[风险比(HR)= 4.5;P < 0.001;图4A],3个月和6个月b细胞恢复的患者2年的EFS分别为9%和14%(图4B)。3至12个月持续性b细胞发育不良的患者的EFS有稳定改善(图4C)。3、6、9和12个月持续性b细胞发育不良的2年EFS值分别为63%、72%、83%和88%。有6例患者在1年后(12-37个月)出现b细胞恢复,其中5例患者持续缓解(随访18-48个月),没有进行进一步治疗,1例患者在第23个月失访。

06
讨论

这项研究证实了NGS-MRD检测显著增加了骨髓中白血病细胞的敏感性水平,提前发现复发的可能性。研究表明迄今为止使用tisagenlecleucel进行CAR-T细胞治疗后第一年内任何给定时间评定复发风险的最佳生物标志物是对骨髓的NGS-MRD检测。

在测量NGS-MRD时,了解LOD/LOQ的定义和该检测方法的局限性是很重要的。当患者在LOD和LOQ截止点下可检测到疾病时,来自同一患者的第二次BM测试可能没有检测到疾病。因为LOD和LOQ与检测的细胞数量成正比,在这种情况下提高我们检测疾病能力的一个简单方法是大量增加骨髓吸出物中的细胞数量(如果可能的话,最好是>10-7总细胞)。这些局限性也加强了重复检测的价值,并强调了CAR-T细胞治疗后检测的最佳频率和时间尚不清楚。
尽管第28天测量的BM NGS-MRD = 0和b细胞发育不全可独立预测良好的预后,但到3个月时,NGS-MRD >0是一个强有力的复发预测因子。

虽然BM NGS-MRD阳性非常准确地预测了患者的复发,但单个时间点BM NGS-MRD阴性不足以确保患者不会复发,应该一段时间后继续进行监测。

b细胞发育不良的丧失随着时间的推移而变化,多数患者在6个月前就会恢复b细胞功能,在此时间点之后,患者在随后的几年里失去b细胞发育不全的速度较慢。我们对b细胞发育不良缺失作为治疗后一年的时间依赖变量的分析显示,随着时间的推移,b细胞发育不良持续存在对预测预后的重要性明显降低。

参考文献:Michael A. Pulsipher, Xia Han, Shannon L. Maude, et al. next generation sequencing of minimal residual disease for predicting relapse after tisagenlecleucel in children and young adults with acute lymphoblastic leukemia .Blood Cancer Discov. 2022 Jan; 3(1): 66–81.

 

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