非BCR-ABL体细胞突变在慢性髓性白血病酪氨酸激酶抑制剂耐药中的功能研究

Although the majority of chronic myeloid leukemia (CML) patients in the chronic phase (CP) approach a normal lifespan by tyrosine kinase inhibitor (TKI) treatment, around 20%-30% CP patients may develop TKI-resistance, and the proportion of TKI-resistance might be higher in those in the advanced phase. More importantly, many clinical phenomenon of TKI-resistance can not be explained by known BCR-ABL dependent or independent mechanisms, which further implies the existence of unknown mechanisms of TKI-resistance. Our preliminary genomic study in TKI-resistant patients with CML revealed there were some recurrent somatic mutations in patients with TKI-resistance rather than those with optimal response. Based on this finding, we assume that non-BCR-ABL somatic mutation(s) may be a novel TKI-resistant mechanism. The current project will be designed to screen the somatic mutation spectrum in 108 CML patients with TKI-resistance by whole exome sequencing (WES), and identify candidate mutation(s) associated with TKI-resistance based on the comparison of WES data between the cohorts with TKI-resistance and optimal response. Then, the in vitro cell models will be established to validate the TKI-resistant function of the candidate mutation(s). This study will help us to illustrate the relationship between appearance of non-BCR-ABL somatic mutation(s) and TKI-failure, define the clinical significance of the candidate non-BCR-ABL somatic mutation(s) as novel biomarker(s) of TKI-failure, and provide new strategy(ies) for TKI-resistant patients with CML.

尽管绝大部分慢性髓性白血病（CML）慢性期患者接受酪氨酸激酶抑制剂（TKI）后可获得接近正常人的寿命，但仍有20%-30%的患者发生TKI耐药，进展期患者更为多见。临床上很多TKI耐药现象无法用已知的耐药机制解释，提示新的TKI耐药机制的存在。我们的前期研究发现，CML患者当出现TKI耐药时可检出某些重现性体细胞突变。据此，我们提出非BCR-ABL体细胞突变导致CML患者TKI耐药的假说。本项目将采用全外显子组测序技术，系统分析108例TKI耐药患者的非BCR-ABL体细胞突变谱；通过对比20例获得深层分子学反应患者体细胞突变特征，筛选出与TKI耐药相关的候选基因突变。进一步利用体外细胞实验，验证候选突变在TKI耐药中的作用，最终阐明非BCR-ABL体细胞突变与TKI耐药之间的相关性，明确其作为新的TKI耐药生物学标志物的临床价值，为建立克服TKI耐药的新诊疗方案提供思路。

本项目采用全外显子组测序技术，系统分析TKI耐药患者非BCR-ABL体细胞突变谱，通过对比获得深层分子学反应患者体细胞突变特征，筛选出与TKI耐药相关的候选基因突变，阐明非BCR-ABL体细胞突变与TKI耐药之间的相关性，明确其作为新的TKI耐药生物学标志物的临床价值，为建立克服TKI耐药的新诊疗方案提供思路。通过选取慢性期耐药患者作为突变谱发现集，包括27例慢性期耐药的无BCR-ABL突变患者及5例BCR-ABL普通突变患者，采用全基因组及全外显子组测序技术分析其体细胞突变，筛选具有潜在意义的TKI耐药候选基因，并通过文献调研选取未在发现集中出现但可能有潜在有意义的耐药基因，设计新的多基因靶向试剂盒。随后在大样本（验证集）中验证基因及突变的重现性，验证集根据治疗反应以及耐药机制不同划分为4个子集共352例患者：其中无BCR-ABL突变168例、BCR-ABL普通突变34例、BCR-ABL特殊突变耐药患者134例、以及MMR（主要分子学反应）患者16例。研究发现无BCR-ABL突变耐药患者携带体细胞/胚系突变总数138/144例，其中携带体细胞突变患者为107/144例，胚系突变的患者为103/144例，72/144例同时携带体细胞突变和胚系突变。31例BCR-ABL普通突变耐药患者中，检出体细胞突变28/31例，检出胚系突变患者24/31例，21/31例同时携带体细胞突变和胚系突变。无BCR-ABL突变耐药患者能够富集到的通路数量显著多于BCR-ABL特殊突变耐药患者。相较于BCR-ABL特殊突变耐药患者，无BCR-ABL突变耐药患者突变基因可以特异性富集到急性髓性白血病（AML）、FoxO、PI3-AKT、细胞凋亡、干细胞多功能调节通路。这些通路同已知的耐药通路基本相吻合，提示这些信号通路上的突变可能参与介导无BCR-ABL突变耐药。项目资助发表SCI文章15篇，中文核心期刊论文12篇，国际会议壁报交流11次，国际会议口头报告4次。培养硕士研究生5名，其中2名已经取得硕士学位，3名在读；培养博士研究生1名（在读）。项目投入经费66.9900万元，支出49.1877万元，各项支出基本与预算相符，剩余经费17.8022万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。