NEJM：CSF3R突变或可作为慢性中性粒细胞白血病或非典型慢性髓性白血病的诊断标志

CSF3R基因突变的激活和信号通路模型

许多血液系统肿瘤的分子原因尚不清楚。这些肿瘤包括慢性中性粒细胞白血病（CNL）和非典型（BCR-ABL1-阴性）慢性髓性白血病（CML），这两种肿瘤的诊断均基于粒细胞瘤样扩增并且排除已知发生于其他骨髓增生性肿瘤和骨髓增生-骨髓增生异常重叠肿瘤的遗传驱动的原因。美国俄勒冈健康和科学大学奈特癌症研究所血液和肿瘤内科的Julia E. Maxson博士及其合作者的研究显示，CSF3R突变常见于CNL或非典型CML患者，并代表诊断这些肿瘤的一种可能有用的标准。他们的研究成果日前发表于国际权威杂志NEJM 2013年5月的在线期刊上。

研究人员采纳了深度测序结合原代白血病细胞筛选的综合方法以辨别这些病症中可能存在的遗传驱动，这些方法是根据酪氨酸激酶特异性小干扰RNA或小分子激酶抑制剂全套检测对取自CNL或非典型CML患者的原代白血病细胞进行筛选的。研究人员采用体外转化试验对候选的癌基因进行了验证，并采用原代细胞克隆分析对药物敏感性进行了验证。

结果发现，在27例CNL或非典型CML患者中，共鉴定出16例（59%）携带编码集落刺激因子3受体（CSF3R）的基因激活突变的患者。这些突变散落分布于CSF3R的两个不同的区域之间，并通过SRC家族——TNK2或JAK激酶导致下游激酶信号转导的优先性和对激酶抑制剂的不同敏感性。1例携带JAK激活型CSF3R突变的CNL患者，在使用JAK1/2抑制剂ruxolitinib后临床表现明显改善。

研究人员由此得出结论，CSF3R突变常见于CNL或非典型CML患者，并代表诊断这些肿瘤的一种可能有用的标准。

随刊述评：

5月8日在线发表于《新英格兰医学杂志》的一项研究显示，集落刺激因子3(CSF3R)基因的致癌基因突变是慢性中性粒细胞白血病(CNL)和不典型慢性髓系白血病(CML)的决定性分子异常。波特兰俄勒冈健康与科学大学血液与肿瘤系的Julia E. Maxson博士及其同事称，针对上述基因突变进行检测不仅有助于诊断这两种罕见疾病，而且有助于评估以中性粒细胞增多为特征的病因不明的其他疾病。此外，基因检测还有助于改进骨髓增殖性肿瘤的分子分类。

这些突变的发现使得研究人员可以就组织样本检测其对不同抗肿瘤药物的敏感性。然后，对一例CML患者施以最可能有效的潜在药物——JAK家族酪氨酸激酶抑制剂药物ruxolitinib，结果导致患者白细胞总数和中性粒细胞绝对计数明显降低，血小板计数也恢复到正常标准值。Maxson博士及其同事们称，这一出色的临床反应“构建了一个充分的概念。虽然缺乏对照，但这一发现为携带CSF3R（集落刺激因子3）的嗜中性粒细胞白血病患者的酪氨酸激酶抑制剂药物治疗的进一步研究带来了希望和推力。”

研究人员假设携带致癌基因的CNL或不典型CML的患者或对小分子激酶抑制剂药物敏感。在这项研究中，研究者对27例患有CNL或不典型CML的患者及超过300例患有其他血癌(包括急性髓系白血病、T细胞急性淋巴母细胞白血病和B细胞急性淋巴母细胞白血病)的患者的细胞样本进行了筛查，并对来自1,862个候选基因的已知参与癌症信号传导的区域(如与激酶、磷酸酶、非激酶生长因子或细胞因子受体相关的区域)进行测序。

结果显示，27例CNL或不典型CML患者中有16例(59%)被检出携带某些新的CSF3R突变，这些突变在其他研究对象中的检出率不到1%，表明这些CSF3R突变为这两种疾病所特有。研究者表示，既往研究中并未发现这两种疾病的其他特异性遗传标志物。(N. Engl. J. Med. 2013 May 8 [doi:10.1056/NEJMoa1214514]).

研究者随后评估了携带CSF3R突变的样本是否对化学激酶抑制剂或针对激酶的小干扰RNA敏感。结果显示一类突变(截短CSF3R胞质尾区的移码或无义突变)对多激酶抑制剂达沙替尼敏感，另一类突变(近膜突变)仅对靶向JAK家族激酶的抑制剂(如ruxolitinib)敏感。体外集落形成试验证实，这两类突变具有不同的转换能力，并且两者对不同的药物敏感。

1例携带CSF3R近膜突变的CNL患者的细胞在体外对ruxolitinib敏感。给予该患者口服ruxolitinib 10 mg、2次/d治疗，结果发现白细胞和中性粒细胞绝对计数明显降低。如果将剂量增加至15 mg、2次/d后，白细胞和中性粒细胞绝对计数值则进一步降低，并且血小板计数恢复正常。研究者表示，有必要进一步研究酪氨酸激酶抑制剂对携带CSF3R突变的中性粒细胞白血病患者的治疗潜力。Maxson博士及其同事们称这些CSF3R突变定义了一个新的血癌分子子集，并且为开发新治疗方法指明了方向。该研究无药企支持，其资金资助来自白血病与淋巴瘤学会等多家机构。Maxson博士声明与药企无联系，其同事声明与药企存在多种关联。

一个基因一个基因地击破癌症

由Maxson及其合作者共同完成的这项研究之所以具有重要意义，不仅仅在于它为开发这些罕见疾病的新疗法奠定了基础之外，还在于它表明了基因筛查能够发现新的潜在药物靶点，并且为扩大现有药物的适应证提供了依据。该研究为未来基于基因检测结果治疗癌症提供了有力例证，即可以通过一次一个基因的方式抗击癌症。怀疑论者经常将大通量筛查策略讥讽为远足钓鱼，他们忽视了这一事实：如果这一方案能够钓到鱼，那么它就是一个好策略。

西雅图弗雷德哈钦森癌症研究中心临床研究部的Jerald Radich博士也参与了研究，Jerald Radich博士声明与多家药企存在关联，他与Maxson博士的评论来自于社论。

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Oncogenic CSF3R Mutations in Chronic Neutrophilic Leukemia and Atypical CML
Background
The molecular causes of many hematologic cancers remain unclear. Among these cancers are chronic neutrophilic leukemia (CNL) and atypical (BCR-ABL1–negative) chronic myeloid leukemia (CML), both of which are diagnosed on the basis of neoplastic expansion of granulocytic cells and exclusion of genetic drivers that are known to occur in other myeloproliferative neoplasms and myeloproliferative–myelodysplastic overlap neoplasms.
Methods
To identify potential genetic drivers in these disorders, we used an integrated approach of deep sequencing coupled with the screening of primary leukemia cells obtained from patients with CNL or atypical CML against panels of tyrosine kinase–specific small interfering RNAs or small-molecule kinase inhibitors. We validated candidate oncogenes using in vitro transformation assays, and drug sensitivities were validated with the use of assays of primary-cell colonies.
Results
We identified activating mutations in the gene encoding the receptor for colony-stimulating factor 3 (CSF3R) in 16 of 27 patients (59%) with CNL or atypical CML. These mutations segregate within two distinct regions of CSF3R and lead to preferential downstream kinase signaling through SRC family–TNK2 or JAK kinases and differential sensitivity to kinase inhibitors. A patient with CNL carrying a JAK-activating CSF3R mutation had marked clinical improvement after the administration of the JAK1/2 inhibitor ruxolitinib.
Conclusions
Mutations in CSF3R are common in patients with CNL or atypical CML and represent a potentially useful criterion for diagnosing these neoplasms. (Funded by the Leukemia and Lymphoma Society and others.)