NEJM：镰状细胞病基因治疗后的急性髓系白血病病例

目前对镰状细胞病的治疗依赖于终身使用姑息性的短期和长期治疗。异基因造血干细胞移植是镰状细胞病患者唯一被接受的、潜在的治疗选择；然而，由于缺乏匹配的供体、免疫并发症以及与移植相关的发病率和死亡率的固有风险，其使用受到限制。1镰状细胞病(bb1111，肺原基因自体细胞)包括自体移植转导编码βA-T87q-球蛋白基因的BB305慢病毒载体的患者造血干细胞。此处报告一例镰状细胞病基因治疗后的急性髓系白血病病例。

在接受LentiGlobin基因治疗之前，该患者患有镰状细胞病(βS /βS基因型)，并伴有复发性血管闭塞危像，尽管使用了长期的羟脲治疗，但仍导致频繁住院。2021年2月，31岁的她被诊断为急性髓系白血病。2015年8月，作为HGB-206研究的a组队列的一部分，作为初始研究方案的一部分，患者接受了从骨髓中提取的造血干细胞生产的LentiGlobin。随后对B组和C组的患者进行了修改。

该药物给药患者的CD34+细胞总剂量为2.6×10⁶细胞每公斤体重(其中1.5×10⁶每千克的细胞数CD34hi长期再生造血干和祖细胞[hspc])，每个二倍体基因组的载体拷贝数为0.57拷贝。LentiGlobin治疗后第16天，患者因发热接受粒细胞集落刺激因子治疗，随后分别在治疗后第19天和31天发生中性粒细胞和血小板植入。治疗后6个月，外周血载体拷贝数为每二倍体基因组0.05拷贝，基因治疗来源的血红蛋白(HbAT87Q)占总未输血血红蛋白的4.33%，研究结果表明基因修饰细胞移植量低，转基因表达低，临床效益最小，因为移植前镰状细胞病表型持续存在，导致需要羟基脲治疗和填充红细胞输血

图1：研究者进行了整合位点分析，以评估载体插入在急性髓系白血病发展中的作用。

在2020年12月急诊血管闭塞危机期间，发现患者外周血中有2%的母细胞，这被认为与感染后的恢复有关;在随后的血液分析中未发现母细胞的存在。2021年1月，出现了中性粒细胞减少症(定义为每微升中性粒细胞绝对计数为<1000)， 2021年2月，急性髓系白血病(根据美国法国英国分类亚型M0) 29%的检测爆炸后被诊断为细胞在外周血和22 - 50%爆炸细胞在骨髓。鉴于潜在插入肿瘤形成的慢病毒载体和myelotoxic化疗研究急性髓系白血病与基因治疗的因果关系。

图2：研究了VAMP4的插入位点是否影响了VAMP4侧翼的10兆碱基区域的基因表达。这些群体水平的数据表明，患者的CD34+骨髓细胞中VAMP4位点附近的基因表达水平与健康供体中CD34+动员的外周血细胞相似。对所有染色体的分析显示，蛋白质编码基因转录本的比例以1为中心，表明患者和健康供体之间的基因表达唯一的染色体差异发生在7号染色体。

骨髓样本的染色体微阵列分析显示70%的细胞中有7号单体，50%的细胞中有11p缺失，包括WT1。下一代测序骨髓突变面板显示RUNX1移码突变和PTPN11错义突变。对保留的预处理外周血白细胞进行回顾性下一代测序和单核苷酸多态芯片分析，未显示任何基因异常。在任何保留的治疗后样本中也没有观察到任何异常，直到48个月(最近的样本在诊断急性髓细胞白血病之前获得)。进一步分析外周血样本发现，原细胞BB305慢病毒载体阳性。具体来说，在外周血和骨髓样本中，CD34+母细胞富集的细胞群都包含一个完整的慢病毒载体，每个二倍体基因组的载体拷贝数分别为1.12个和1.17个。CD34+外周血样本中慢病毒载体阳性细胞的比例为92.1%，CD34+骨髓样本中慢病毒载体阳性细胞的比例为86.7%。研究者评估急性髓细胞白血病可能与她的基因治疗有关。

确诊为急性髓系白血病后，患者接受了3个周期的诱导化疗，结果出现了形态缓解，2021年6月，她接受了人类白细胞抗原-单倍体相同的外周血干细胞移植，但其微小残留疾病仍呈阳性。患者在移植后90天复发，再次出现循环母细胞，并接受了额外的化疗；然而，她后来死于进行性急性髓系白血病的并发症。

对患者的外周血样本的分析显示，母细胞中含有一个BB305慢病毒载体插入位点。因果关系调查的结果表明，考虑到插入位点的位置，母细胞中转基因表达很低，以及对周围基因的表达缺乏影响，白血病不太可能与载体插入有关。几个体细胞突变诱发急性髓系白血病诊断后，这表明镰状细胞病患者移植后血液恶性疾病的风险增加，很可能是因为风险与潜在的镰状细胞病、移植过程和治疗后疾病控制不足有关。

研究者认为了解血液学恶性疾病发展的潜在危险因素对于受镰状细胞病影响的社区和考虑基因治疗的人是重要的。与2018年诊断的急性髓系白血病病例不同，当前患者的病例显示白血病母细胞中存在载体，这表明母细胞来自转导的星状细胞，而不是来自暴露于布苏凡的未退化宿主细胞。提出了导致急性髓系白血病发生发展的可能因素，如使用羟基脲、移植程序，包括使用清髓调理剂，如布舒凡。此外，骨髓消融术后，骨髓生态位经历了造血干细胞和热休克干细胞的广泛增殖，产生增殖应激，可能导致突变的增加和积累。然而，更高比例的转基因表达细胞可能会消除其中的许多细胞，这需要更长时间的随访来评估移植介导的基因治疗对镰状细胞病患者的效果。

原始出处：

Goyal S, Tisdale J, Schmidt M, Kanter J, Jaroscak J, Whitney D, Bitter H, Gregory PD, Parsons G, Foos M, Yeri A, Gioia M, Voytek SB, Miller A, Lynch J, Colvin RA, Bonner M. Acute Myeloid Leukemia Case after Gene Therapy for Sickle Cell Disease. N Engl J Med. 2021 Dec 12. doi: 10.1056/NEJMoa2109167. Epub ahead of print. PMID: 34898140.