基于多组学数据挖掘多发性骨髓瘤高危亚型的新型免疫治疗靶点研究

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Genome Medicine 10.4

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  本研究针对多发性骨髓瘤(MM)免疫治疗靶点单一、肿瘤异质性导致耐药等问题,通过整合MMRF和IU两大队列的基因组学与转录组学数据,建立了一套结合细胞表面蛋白特征、健康器官表达谱和MM细胞表达水平的筛选框架。研究人员鉴定了ITGA4、LAX1等群体水平靶点,以及ROBO3(t(4;14))、CD109(t(14;16))等亚型特异性靶点,并通过流式细胞术和CRISPR-Cas9敲除模型验证。研究首次发现FCRL5的可变剪接可能是抗原逃逸新机制,为MM精准免疫治疗提供了新策略。该成果发表于《BMC Medicine》,为克服肿瘤异质性提供了重要靶点库和方法学指导。

  

多发性骨髓瘤(MM)作为第二常见的血液系统恶性肿瘤,尽管近年来免疫治疗取得突破,但肿瘤异质性和靶点逃逸导致的复发仍是临床难题。现有靶点如BCMA(B细胞成熟抗原)、CD38和GPRC5D等虽取得显著疗效,但约30%患者会出现靶点丢失导致的耐药。更棘手的是,MM存在t(4;14)、t(14;16)等高危亚型和1q增益、TP53双等位缺失等二次打击事件,这些患者预后更差且缺乏特异性靶点。如何通过系统方法挖掘新型靶点,特别是针对高危亚型的特异性靶点,成为突破治疗瓶颈的关键。

美国印第安纳大学梅尔文和布伦西蒙综合癌症中心的研究团队在《BMC Medicine》发表重要成果。研究人员整合了MMRF CoMMpass研究(837例)和印第安纳骨髓瘤登记处(94例)两大队列的多组学数据,建立了一套创新的靶点筛选流程。通过结合五种细胞表面蛋白数据库、健康组织表达谱和MM特异性表达特征,不仅验证了已知靶点,还发现了多个具有临床转化价值的新靶点。研究创新性地采用单细胞RNA测序分析靶点异质性,并首次报道了FCRL5可变剪接导致的抗原逃逸机制。

关键技术包括:1) 对931例CD138+分选的骨髓样本进行RNA-seq分析;2) 整合5个表面蛋白数据库和蛋白质组数据建立评分系统;3) 使用流式细胞术验证15种MM细胞系的靶点表达;4) CRISPR-Cas9构建TP53敲除模型研究靶点调控机制;5) 单细胞RNA测序分析49例患者的亚克隆异质性。

主要研究结果:

Identification and characterization of surface targets

通过建立包含933个表面蛋白基因的筛选库,研究人员鉴定出98个高置信度候选靶点。其中整合素α4(ITGA4/CD49d)在蛋白表达排名中位列前15,流式验证显示其在所有测试细胞系均高表达,且毒性风险低于BCMA。淋巴细胞适配蛋白LAX1在92%患者中广泛表达,与不良预后显著相关(HR=1.3, p<0.005)。

Identifying targets essential for MM cell survival

发现6个对MM细胞存活至关重要的表面蛋白基因,其中转铁蛋白受体(TFRC)最具潜力。该靶点CERES评分<-1,在卵巢外无显著表达,且高表达患者预后更差,为"双效靶点"开发提供新思路。

Heterogeneity of immunotherapy target expression in MM subgroups

亚型分析揭示120个候选靶点,包括t(4;14)特有的轴突导向受体ROBO3(Log2FC>2)和t(14;16)特有的CD109。染色质免疫沉淀证实MAF转录因子直接调控CD109表达。流式验证显示CD109在t(14;16)细胞系RPMI-8226特异性高表达(Log2FC=3.8, p=0.03)。

High-risk subtypes are associated with higher expression of specific targets

1q增益组中GPRC5D表达呈剂量依赖性增加(1q增益vs野生型Log2FC=0.7)。TP53双等位缺失组中,金属蛋白酶ADAM28表达显著升高(Log2FC=0.5),CRISPR模型证实TP53缺失直接导致ADAM28上调(Log2FC=1.4)。

Heterogeneous expression of candidate targets among subclones

单细胞分析显示CD38在经达雷妥尤单抗治疗后的复发患者中出现亚克隆特异性丢失(p<0.001),而BCMA保持稳定表达,解释了靶向治疗后的克隆选择现象。

Alternative splicing as a mechanism of antigen escape

发现FCRL5第3-4外显子间存在隐蔽外显子(PSI=0.24),可导致编码序列提前终止。该变异在初治患者中即存在,提示其为天然耐药机制。

这项研究建立了目前最全面的MM表面蛋白组分析框架,其重要意义体现在:1) 提供ITGA4等广谱靶点和ROBO3等亚型特异性靶点的双重解决方案;2) 首次系统揭示高危亚型如t(14;16)和TP53双等位缺失的特异性靶点;3) 发现可变剪接这一新型耐药机制;4) 开发的可推广分析流程可用于其他癌症的靶点挖掘。Enze Liu等的研究为MM精准免疫治疗时代的到来奠定了重要基础,特别是针对传统治疗失败的高危患者提供了新的治疗方向。

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