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鲜血。2007年2月15日；109(4): 1692–1700.
2006年10月5日在线预发布。 doi（操作界面）：10.1182/血液-2006-07-037077
预防性维修识别码：PMC1794073型
PMID：17023574
肿瘤形成

良性单克隆γ-球蛋白病在多发性骨髓瘤中的基因表达特征与良好预后相关

凤凰展,1 巴特·巴罗基,1 Varant Arzoumanian公司,1 黄永生,1 大卫·R·威廉姆斯,1 克劳斯·霍尔米格,1 毛里西奥·皮尼达·罗曼,1 Guido三角裤,1 弗里茨·范·雷,1 毛里齐奥·赞加里,1 Madhav Dhodapkar公司,2和约翰·肖内西1
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

关联数据

补充资料

摘要

意义不明的单克隆丙种球蛋白病（MGUS）可进展为多发性骨髓瘤（MM）。尽管这些疾病具有许多相同的遗传特征，但全球基因表达谱是否可以识别出区分它们的先前基因组特征尚不清楚。通过微阵列的显著性分析，52个参与癌症相关重要途径的基因在健康受试者（正常血浆细胞[NPC]；n=22）和严格定义的MGUS/阴燃型MM患者（n=24）和症状性MM患者（n=351）的血浆细胞中差异表达(P（P）< .001). 对351例MM患者、44例MGUS患者（24+20）和16例MGUS的MM患者进行无监督的分层聚类，产生了两个主要的聚类分支，一个包含82%的MGUS患者，另一个包含28%的MM患者，称为MGUS样MM（MGUS-L-MM）。在214名MM患者的独立队列中使用相同的聚类方法，发现27%为MGUS-L。尽管这种分子特征与完全缓解的发生率较低有关(P（P）=0.006），与低风险临床和分子特征以及较高的生存率相关(P（P）< .01). 在自体移植后存活10年以上的20名患者中，有15名患者的浆细胞中也观察到MGUS-L特征。这些数据提供了对浆细胞发育不良分子机制的见解。

介绍

多发性骨髓瘤（MM）是一种典型的克隆性B细胞恶性肿瘤，具有终末分化浆细胞（PC）表型。根据对明尼苏达州奥姆斯特德县居民的纵向随访，单克隆免疫球蛋白病（MGUS）进展为MM的年比率为1%。1这种临床上良性的疾病具有明显的肿瘤特征，如非整倍体，随着年龄的增长发病率增加，在70岁及以上的人群中发病率达到5.3%。2虽然患者的中位年龄约为70岁，但青少年的MM患者的临床特征和临床病程与老年患者相似。据报道，MM的家族集群，三但接触化学和物理致癌物通常被认为是MM的病因4; 树突状细胞的HHV8感染无法确认。5,6在日本记录到由于原子弹的核辐射而导致MM发病率增加之前，15至20年的长潜伏期过去了。7因此，似乎可以假设年轻患者可能会急性发展为MM，而在老年人出现症状性MM之前，经常会出现阴燃的临床过程。阴燃MM（SMM）可被视为MGUS的高级阶段；即使在进展期，SMM演变的MM通常缺乏溶骨性病变或症状MM的其他主要特征。MM仍具有低增殖性，恶性B细胞的寿命较长，仅在所有人类MM细胞系衍生的终末期呈现高增殖特征。8,9

大多数典型的MM遗传病变在MGUS阶段已经存在。10——12虽然这些遗传异常只能在MGUS的间期细胞中检测到，但三分之一的MM患者通过中期核型检测到的异常反映了有丝分裂活性的增加（可能反映了细胞在骨髓环境范围外增殖的能力），并导致不良预后。13

尽管从骨髓抽吸物中选择的CD138细胞的基因表达谱（GEP）能够区分NPC和MM，但很难区分MM和MGUS。14——16GEP对健康受试者和MGUS、SMM和MM患者的全基因组微阵列研究允许发现在NPC、MGUS和MM的比较中差异表达的基因。无监督的分层聚类导致识别出具有MM特征的MGUS和具有MGUS特征的MM。

患者、材料和方法

国际骨髓瘤工作组标准用于将患者分为MGUS、SMM或症状性MM。对于MGUS的诊断，单克隆蛋白水平不能超过30 g/L，血浆细胞对骨髓的浸润不能低于10%。本诊断还排除了任何相关器官或组织损伤（ROTI）的证据，ROTI定义为高钙血症、肾损伤、贫血或血浆细胞增殖引起的骨损伤。对于SMM，必须不存在ROTI，但骨髓浆细胞增多症水平可能超过10%，单克隆蛋白水平可能大于30 g/L。

本文所述的分析使用了来自22名健康献血者的样本，包括MGUS患者（n=44）、SMM患者（n=12）或有MGUS病史的MM（称为MGUS的MM【n=16】），以及351名新诊断的MM患者随后接受了总治疗2（TT2），这是一项针对症状性或进展性MM的串联移植试验。17测试集包括214名纳入TT3的MM患者和20名接受TT1治疗后存活10年以上的患者。18 表1列出了MGUS和SMM患者（诊断或进展为MM时）和MM患者（开始治疗前）的实验室参数。对于MGUS/SMM患者，还从转诊机构的记录中检索数据。MGUS/SMM组的32名患者被纳入了一项前瞻性观察性西南肿瘤组研究（SWOG 0210），该研究要求通过骨髓活检、骨骼测量、首次登记时的MRI进行临床分期，并每隔3-6个月进行随访。

表1

诊断时MGUS、SMM、MM患者的MGUS、TT1、TT2和TT3特征

特点*MGUS公司SMM公司来自MGUS的MMTT1毫米TT2毫米TT3毫米P（P）
N个44121620351214—
65岁及以上36256352330.001
女性455825454335NS公司
白人849225808989< .001
IgA同型122519152520NS公司
B2M≥3.0 mg/L111764454957< .001*
C反应蛋白≥8.0 mg/L212525203632NS公司
肌酐≥2.0 mg/dL2075118NS公司
乳酸脱氢酶≥210 IU/L5171552219第041页
白蛋白<3.5 g/dL286301414.049
血红蛋白<10 g/dL2013252631< .001
细胞遗传学异常006203431< .001
浆细胞（抽吸）>10%010046959190< .001
MR1≥102525627273< .001

P（P）数值通过Fisher精确检验或χ确定2分析。值表示具有指定变量的患者的百分比。

-表示不适用。

*国际单位换算系数：将B2M值乘以85，换算成nM；将肌酐值乘以88.4，转换为μM；将白蛋白值乘以10，换算成g/L；将血红蛋白值乘以10，转化为g/L。

样本被分成组。A组（19例MGUS和5例SMM）由至少2.5年（中位数4.3年；平均5.5年；范围2.5-14.5年）有记录的稳定疾病参数的患者组成。A组SMM患者在最近的随访中，PC少于20%。B组（25 MGUS和7 SMM）最近的随访时间不到2.5年（中位数为1.5年；平均值为2.0年；范围为0-7.3年）。C组为16例MGUS多发性骨髓瘤患者（12例MGUS，4例SMM）；标准相关时间至少为1年（中位数为4.5年；平均值为6.2年；范围为1.1-19年）。根据机构和联邦政策，在局部麻醉下从髂后嵴取出骨髓吸出物之前，应获得书面知情同意书。

阿肯色大学医学科学学院（小石城，AR）的机构审查委员会批准了这些研究。

样品处理和分子分析

如前所述，进行了血浆细胞分离、总RNA提取、cRNA合成和微阵列杂交（U133 Plus 2.0；Affymetrix，Santa Clara，CA）。19MGUS（n=24；A组）和NPC（n=22）之间的差异是通过首先过滤掉一半以上样本中没有检测调用的所有基因或通过χ2值大于3.84。微阵列显著性分析（SAM），20以1%的错误发现率（FDR）应用于9935个探针组。两组之间共有2864个探针组存在差异表达。进一步减去构成髓细胞或正常浆细胞污染特征的基因。污染特征（包括5351个探针组）是通过比较骨髓细胞或正常血浆细胞污染的95 MM与未污染的256 MM（SAM FDR小于1%）来确定的。19这导致识别出2181个探针组，与正常血浆细胞相比，MGUS中有1736个过度表达，444个低表达（表S1，见血液网站；请参阅在线文章顶部的补充表格链接）。通过使用相同的策略，在MGUS（n=24；a组）和MM（n=351）之间的比较中发现458个基因在MGUS中有161个过表达和297个欠表达（表S2）。使用SAM交叉分析，在两个比较中发现52个基因存在显著差异表达。无监督层次聚类分析21和监督色度图分析22在日志中使用2-52个SAM定义基因的转换信号强度值。我们最近报道了根据基因表达特征的共性将MM有效地分为7种疾病亚型。19在这个分类方案中MMSET（多功能设置）（MS），MAF/MAFB公司（MF）和增殖（PR）特征共同构成高危疾病，而超二倍体（HY）、低骨量疾病（LB）和CCND1/CCND3易位（CCND1/CCND3也与CD20/MS4A1和VPREB3系列表达）代表低风险MM。19根据最近描述的700-基因模型，本研究中的所有患者也被分为7个分子亚组。19描述了训练集和测试集的分类。19来自训练和测试集中新诊断疾病患者以及几乎所有MGUS和SMM患者的约三分之一的CD138富集细胞具有髓细胞基因表达特征，这归因于所选部分受到该谱系细胞的污染。19这些患者没有被纳入先前的MM分子分类中。19在训练集的MGUS-L和非MGUS-L-MM中，有髓细胞特征的MM患者的比例没有显著差异（24%对28%；P（P）=.56），表明MGUS-L命名不是细胞纯化程序的伪影。由于MGUS和SMM的PC中存在强烈的髓系特征，因此无法使用适用于MM的7亚组模型对这些患者进行准确分类。然而，与大多数不考虑髓系特征的MM患者一样，可以观察到易位峰。因此，在56名MGUS/SMM患者中，12名（21%）患有CCND1号机组峰值，2（3%）CCND3号机组峰值，2（3%）MAF公司尖刺，4个MAFB公司钉子，没有MMSET/FGFR3型峰值。当7亚组模型应用于MGUS/SMM患者时，所有样本CCND1号机组或CCND3号机组棘波被归类为CD-2亚型。此外，所有这些患者都表示CD20（MS4A1）和VPREB3系列（未显示数据），如之前报告的该子类。19此外，所有样品MAF公司和MAFB公司棘波被归类为MF亚型。这些数据表明，尽管存在髓系污染，但仍可以识别出与这些易位相一致的基因表达特征。对于染色体1q21和13q14异常的三色间期荧光原位杂交（FISH）分析，我们使用了前面描述的程序。23

统计分析

Kaplan-Meier方法24使用log-rank检验进行组间比较，以估计总生存率。25从登记之日起至因任何原因死亡为止的总存活率；幸存者在最后一次接触时被审查。采用Cox回归对预后因素进行单变量和多变量分析。26使用Gooley等人27并与对数秩检验进行了比较。

基因表达数据

所有微阵列数据都保存在NIH基因表达综合数据库（GEO；国家生物技术信息中心[NCBI]，网址：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)在加入编号下GSE2658标准针对训练集中351名MM患者和测试集中214名MM患者，登记号为GSE5900型22例NPC，44例MGUS，12例SMM。

结果

MGUS、SMM和MM患者的临床、实验室和分子特征

正如预期的那样，MM患者比MGUS或SMM患者具有更大的肿瘤负担和侵袭性(表1). 因此，MM组较高比例的患者β2-微球蛋白（B2M）、C反应蛋白（CRP）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酐和骨髓浆细胞增多症升高，血红蛋白和白蛋白水平降低。所有MGUS受试者均无局灶性病变，但17%的SMM患者和80%的MM患者存在局灶性病灶，其中59%至少有3个局灶性损伤。所有MGUS和SMM患者均无细胞遗传学异常，三分之一的MM患者存在细胞遗传学异常。MGUS的MM患者年龄较大，血红蛋白水平较高，细胞遗传学异常较少，骨髓浆细胞增多症水平较低，与未记录MGUS/SMM病史的MM患者相比，MRI损伤更少。

在健康受试者和多发性骨髓瘤患者的前列腺癌背景下，确定MGUS前列腺癌中唯一失调的基因

SAM交叉分析确定了52个基因在NPC、MGUS和MM中的差异表达水平；这些参与细胞周期控制、DNA合成、染色体组装、核蛋白导入、基因转录、细胞老化、细胞信号传导、代谢、能量生成、离子运输、活性氧代谢、耐药性和程序性细胞死亡/凋亡(表2). 在52个基因中，41个在从鼻咽癌到MGUS到MM的转变过程中表达水平逐渐增加，4个在从NPC到MGUS再到MM的过程中表达逐渐减少；与NPC和MM相比，MGUS中有6个基因的表达水平较高，1个基因表达水平较低。

表2

52个SAM定义的基因在NPC、MGUS和MM中差异表达

探头组符号功能MGUS与NPC*
MM与MGUS†
SAM得分折叠更改SAM得分折叠更改
201486_吨RCN2型未知；钙结合，内质网腔2.481.554.131.63
202475_吨NIFIE14公司未知2.301.5141.67
212846_安特KIAA0179号未知；核仁蛋白2.071.303.801.48
225260立方米MRPL32型核糖体蛋白2.131.323.771.43
222673_x_atTMEM57型未知；跨膜蛋白3.191.653.601.63
228324_吨C9或41未知2.861.513.591.57
225223_吨座椅模块组件5基因转录3.121.703.431.41
212536_安特ATP11B型阳离子转运ATP酶2.161.413.411.55
203216年_月_日MYO6公司隐性肌动蛋白马达1.981.573.351.91
238761_atMED28型基因转录3.431.803.321.77
2009年10月_日CCT3航站楼分子伴侣2.041.343.301.60
231530秒_秒C11或f1未知2.241.573.261.49
221207秒恩贝蛋白激酶A调节因子3.421.833.222.49
200692年_月_日热休克蛋白A9B细胞增殖与细胞衰老；监护人。2.051.553.181.36
212038秒VDAC1型细胞色素离子通道c（c）2.621.563.171.42
208308秒全球采购指数能量代谢1.971.483.171.48
2010年13月PA1CS系统DNA合成2.811.433.171.45
202708年_月_日HIST2H2BE公司染色体组织和生物发生2.351.713.142.11
215071_秒_秒HIST1H2AC公司染色体组织和生物发生3.473.623.131.97
225361_x _阿特LOC159090号未知3.431.683.111.53
219366_安AVEN公司抗凋亡2.631.763.101.47
209398_安H1ST1H1C型染色体组织与生物发生5.395.533.092.02
221652_s_at（221652_s）第12页，共11页未知；肉瘤抗原NY-SAR-952.071.373.061.57
225028_吨LOC550643号未知3.832.013.031.45
214214秒C1QBP公司免疫2.641.453.031.47
2015年7月_日国家气象局1核苷酸生物合成3.571.622.991.58
218280_x_atH1ST2H2AA型染色体组织和生物发生4.244.762.951.92
201479_吨丹麦C1端粒维护2.241.422.921.43
208864秒德克萨斯州氧化还原反应2.901.682.911.51
212297_安ATP13A3型阳离子运输2.641.422.881.54
222825_安特OTUD6B型未知2.661.352.881.40
209267_秒_秒SLC39A8型离子传输3.411.862.881.56
217898_安特C15或24未知2.351.702.831.33
210275_安ZA20D2型未知2.271.362.811.37
213485_秒_秒ABCC10公司ATP依赖性外排泵；多药耐药泵3.171.512.761.34
2009年94月_日IPO7项目核贩运2.081.462.721.37
222428秒LARS公司蛋白质合成3.641.682.711.32
202591_s_atSSBP1型线粒体DNA复制2.221.422.691.35
204244_秒提问细胞周期3.251.772.671.37
225916_吨ZNF131型基因转录2.471.392.631.36
202396_天TCERG1公司基因转录3.851.622.631.32
213340秒K1AA0495型未知−2.400.78−2.520.75
206150_吨TNFRSF7型免疫细胞信号−3.820.55−2.560.75
228139_吨RIPK3段细胞信号−2.630.74−2.590.77
220066_吨卡15抗凋亡−4.020.50−2.660.62
210347秒BCL11A型基因转录3.482.04−2.670.64
232511_安RANBP2L1公司核进口2.071.54−2.710.64
214041_x_atRPL37A型核糖体蛋白2.221.80−3.090.60
219371_s_位于KLF2号机组基因转录3.811.78−3.110.66
202724年_月_日FOXO1A公司基因转录2.491.55−3.270.64
215671_安第4b页药物代谢2.071.53−3.300.59
219675_秒_秒UXS1型糖胺聚糖生物合成−2.330.762.971.35

根据MM与MGUS比较中的SAM得分对基因进行排序。

*MGUS与NPC的SAM评分阳性表明MGUS的基因表达高于NPC。
†MM vs MGUS列中的SAM阳性分数表明MM中的基因高于MGUS中的基因。

通过无监督分层聚类，对22例鼻咽癌和24例MGUS患者中52个基因的差异表达进行了可视化(图1)：确定了2个主要分支，一个包含所有MGUS患者，但不包括2个；另一个包含全部NPC样品，但不包含2个。当应用于56名MGUS患者、16名MGUS MM患者和351名训练组MM患者时(图2)样本树状图产生了2个主要分支，其中一个包含56例（88%）MGUS患者中的49例（包括12例SMM中的8例），16例MGUS患者的7例（44%）MM，以及351例MM患者中的99例（28%）；第二个分支包括56例MGUS患者中的7例（12%）（包括12例SMM患者中的4例），16例MGUS MM中的9例（56%），351例MM中的252例（72%）。第一个分支中的MM被指定为MGUS-L-MM，第二个支中的MM称为非MGUS-L-MM；第二分支的MGUS被指定为MM-like（MM-L）。A组24例MGUS/SMM中有3例（12%）和B组32例MGUS/SMM中有4例（12%）被归类为非MGUS-L。

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52个基因在健康供体（NPC）和MGUS患者PC中差异表达的表达模式。对22名健康献血者和24名MGUS患者的CD138富集血浆细胞中52个基因（行）进行二维无监督分层聚类分析（列）。如前所述，以平均值为中心的基因表达由标准化的假色量表描述。21红色和绿色分别表示基因过度表达和表达不足。样本树状图（顶部）反映了样本之间的相关性，由两个主要分支组成，这两个分支由过度表达和表达不足的基因定义。左分支包含22个NPC样本（蓝色水平条）和2个MGUS样本（绿色箭头），而右分支包含所有MGUS（绿色水平条）以及2个NPC采样的子集（蓝色箭头）。

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52个基因的表达模式将MGUS和MGUS-L-MM从非MGUS-L-MM中分离出来。对MGUS患者（n=56）、MGUS患者MM（n=16）和新诊断MM（n=351）的CD138富集血浆细胞中52个MGUS基因（行）进行二维无监督分层聚类分析（列）。左分支包含MGUS和类似MGUS的MM样本（水平绿色条），右分支包含非MGUS-L MM（水平红色条）。绿色箭头表示MGUS患者（MM-L MGUS）。

提供了所述组中52个基因以及鼻咽癌和人类骨髓瘤细胞系（MMCL）表达的监督可视化(图3). NPC和MMCL代表良性和恶性PC的极端，其PC-GEP特征与这种极端差异一致。所选基因表达的方框图如所示图4.TNFSF7/CD27，KIAA0495，以及卡15基因代表了那些逐渐下调的基因，而CCT3、VDAC1，以及丹麦C1这些基因代表了从NPC向MMCL过渡过程中逐渐上调的基因。历史记录,HIST1H2AC公司，以及NBEA公司具有代表性的基因显示，从NPC到MGUS-L MM的表达增加，而在非MGUS-L-MM，尤其是MMCL中的表达显著减少。

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52个MGUS基因在健康献血者及MGUS和MM患者PC中的表达水平NPC（n=22）、MGUS、MGUS的MM（n=72）和MM（n=351）中52个基因的表达的彩色图（基于它们在树状图的两个主要分支中的位置图2)和多发性骨髓瘤细胞系（MMCLs）（n=22）。图左侧MGUS中的MGUS和MM代表的是MGUS-L MM分支中的集群图2，右侧代表非MGUS-L MM分支中的集群。基因沿垂直轴显示，样本沿水平轴显示。每个基因的标准化表达值由颜色表示，红色表示高表达，蓝色表示低表达。请注意，NPC具有不同的过度表达和低表达基因模式，这些基因随着向MGUS、MGUS-L-MM、非MGUS-L-MM和最终向MMCL的转变而逐渐转化。

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显示常见模式的基因表达谱的方框图。样本组中表现出递进性缺失（前3个面板）、递进性增加（中间3面板）或先增加后减少（后3面板）的特定基因的表达水平，按图2样本组沿x轴绘制，自然对数转换Affymetrix衍生信号绘制在y轴上。每个方框的上、下和中线分别对应于第75个百分位（上四分位）、第25个百分位数（下四分位数）和第50个百分位点（中位数）。胡须从第10个百分位（底部十分位）和第90个百分位数（顶部十分位）延伸。开圆圈表示每组中的异常值。图左侧MGUS中的MGUS和MM代表的是MGUS-L MM分支中的集群图2，右侧代表非MGUS-L MM分支中的集群。

将MGUS-L和非MGUS-L特征与先前确定的MM分子类别相关联

接下来，我们确定了MGUS-L型MM和非MGUS-L-型MM患者中MM分子亚群的分布是否存在差异。在当前分析中使用的351例MM患者中，有95例因髓系表达特征而被排除在前面描述的分子分类模式之外，19从而将76辆MGUS-L MM和180辆非MGUS-L-MM归类(表3). 所有MGUS-L MM中都没有PR签名，29（16%）名非MGUS-L-MM中有PR签名(P（P）< .001). MGUS-L的HY发生率较低（5%vs 34%，P（P）< .001); CD-1和CD-2组在MGUS-L中比在非MGUS-L-MM中更常见（15%比6%[P（P）=.038]对于CD-1和47%对4%[P（P）<.001]（对于CD-2）。

表3

训练集中MGUS-L MM和非MGUS-L-MM的分子亚群分布

类型MGUS-L，%非MGUS-L，%P（P）
n个74182—
公共关系016< .001
磅1212NS公司
微软1219NS公司
希534<.001
CD-1光盘156.038
CD-2光盘465< .001
MF公司108NS公司

尽管完全缓解的发生率较低，但MGUS-L特征与良好的临床特征和较高的生存率相关

与非MGUS-L MM相比，MGUS-L-MM的特征是B2M升高频率较低（大于3mg/L）（33%对56%；P（P）<.001），细胞遗传学异常（17%对42%；P（P）<.001），高危分子亚群（PR、MS、MF）（22%对43%，P（P）=0.001），乳酸脱氢酶（LDH）升高（超过正常上限[ULN]）（12%对26%；P（P）=0.005），骨髓浆细胞增多症（超过30%）（56%对70%；P（P）= .001) (表4). 尽管MGUS-L MM患者完全和接近完全缓解的频率较低(P（P）=0.006），这些患者的5年生存率高于非MGUS-LMM患者（76%对59%；P（P）= .009) (图5A） ●●●●。间期FISH–MM肿瘤细胞中1q21（amp1q21）的定义增益/扩增与低存活率相关。23在351例患者中的253例中，amp1q21在MGUS-L型MM患者中的检出率低于非MGUS-L-MM患者（35%对49%；P（P）= .04). amp1q21对预后的负面影响仅见于非MGUS-L MM组，其5年生存率在有amp1q2组为44%，在无amp1q1组为73%(P（P）=.001），类似于MGUS-L MM(图5B） ●●●●。325例患者中检测到13号染色体缺失，MGUS-L和非MGUS-L-MM的频率相似（52%对49%；P（P）=.5），且与两组的生存率均无关（数据未显示）。

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MGUS-L MM和无amp1q21的非MGUS-L-MM的总体生存率较高（A）卡普兰-梅耶（Kaplan-Meier）对MGUS-L型MM和非MGUS-L-型MM总生存率的估计显示，5年无事件生存率的精算概率较高（64%对44%；P（P）=0.001）和总生存率（76%对59%；P（P）=0.009）。（B） 根据间期FISH中amp1q21的存在，Kaplan-Meier对MGUS-L和非MGUS-L-MM患者的总体生存率进行了评估。Amp1q21在MGUS-L MM中不是一个重要的不良参数，但它在非MGUS-L-MM患者中确定了一组高危人群。

表4

训练集中MGUS-L和非GUS-L MM的患者特征

特点MGUS-L，%非MGUS-L，%P（P）
n个101250—
B2M≥3.0 mg/L†3356< .001
细胞遗传学异常1742< .001
预后不良的亚组*2243.001
LDH≥正常上限1226.005
浆细胞抽吸>30%5670.018

变量P（P）≥.02：年龄、种族、性别、同型、肌酐、血红蛋白水平、MRI病变、C反应蛋白和白蛋白。

-表示不适用。

*扩散/MMSET/MAF。
†国际单位换算系数：将B2M值乘以85，换算成nM。

在多变量分析中，除高危分子亚群、低白蛋白、高LDH和MRI检查中存在局灶性病变外，非MGUS-L标志是一个独立的高危特征(表5).

表5

测试集中总体生存率的多变量比例风险分析（N=234）

%总体生存率
小时95%置信区间P（P）
MRI≥1个病灶713.311.64, 6.68.001
LDH≥正常上限212.271.35、3.82.002
预后不良的亚组*372.131.30, 3.48.003
白蛋白<3.5 g/dL†161.921.09, 3.37.024
非MGUS类712.231.08, 4.61.030

234名患者具有所有变量的完整数据，可用于分析。仅显示重要变量。74名患者死亡。

*扩散/MMSET/MAF。
†国际单位换算系数：白蛋白值乘以10，换算为g/L。

在新诊断MM的单独测试队列中，MGUS-L MM特征与低风险临床和分子特征相关

当将52个基因的无监督分层聚类应用于214名TT3和56名MGUS新诊断MM患者和16名MM-from-MGUS患者的单独队列中的PC图谱时，在该测试集中发现样本树状图中有2个主要分支：56例MGUS中的45例（80%）和16例中的5例（31%）MM-from-MGUS患者中的55例（26%）聚集在一起(图6). 与训练组中28%的MGUS-L-MM患者一样，试验组中MGUS-L-MM患者B2M升高的患者较少（42%对63%；P（P）=0.006），LDH升高（7%对23%；P（P）=0.012），细胞遗传学异常（16%对36%；P（P）=0.006），或高危遗传亚群（19%对41%；P（P）= .018) (表6). 测试集中的MGUS-L型MM患者均无增殖特征，少数属于MMSET组，且以CCND1-1和CCND1-2命名为主(表7).

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MGUS-L特征在TT3新诊断的MM患者的测试队列中是可辨别的。如中所示图2对来自MGUS（n=56）、MGUS的MM（n=16）和新诊断MM（n=214）的富含CD138的浆细胞中的52个基因（行）进行二维无监督层次聚类分析。绿色箭头表示具有所谓非MGUS-L MM的MGUS集群。

表6

测试集中MGUS-L和非MGUS-L-MM患者的特征

特点MGUS-L，%非MGUS-L，%P（P）
n个55159—
B2M≥3.0 mg/L*4263.006
细胞遗传学异常1636.006
LDH≥正常上限723.012
预后不良的亚组†1941.018

变量P（P）≥.02：年龄、种族、性别、同型、肌酐、血红蛋白水平、MRI病变、C反应蛋白和白蛋白。

-表示不适用。

*国际单位换算系数：将B2M值乘以85，换算成nM。
†扩散/MMSET/MAF。

表7

测试集MGUS-L-MM和非MGUS-L-MM中分子亚群分布的比较

测试集MGUS-L，%非MGUS-L，%P（P）
N个32126—
增殖014< .001
低骨症1318NS公司
MMSET（多功能设置）三18< .001
超二倍体2833NS公司
CCND1-1号机组132.003
CCND1-2号机组286< .001
MAF公司159NS公司

-表示不适用。

长期幸存者有MGUS-L签名

最后，我们对20例在TT1启动后存活10年以上的MM患者的CD138选择的PC进行了无监督的分层聚类分析，18以及训练集中72名MGUS患者和351名新诊断的MM患者(图7). 样本树状图有2个主要分支，其中一个包含所有MGUS和MGUS-L MM，20名长期幸存者中有15名（75%）(P（P）< .001). 的表达式峰值MAF公司和镁铁硼（带有CCND2号机组过度表达），CCND1号机组，以及CCND3号机组在TT1浆细胞中观察到（数据未显示）。峰值的存在对样品是否被定义为g MGUS-L或非MGUS-L-没有影响（数据未显示）。

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TT1后存活10年以上的大多数患者的PC中都存在MGUS-L特征.如中所示图2对MGUS患者（n=56）、MGUS患者MM（n=16）、新诊断MM（n=351，训练队列）和20名长期幸存者（列）的CD138富集血浆细胞中52个基因（行）进行二维无监督分层聚类分析。长期幸存者样本用绿色箭头表示。

讨论

这是全球GEP在MM及其前体条件MGUS和SMM的比较分析中首次发现基因组差异的报告。在早先的一份报告中，患者人数较少，使用第一代微阵列，可以将正常PC与MM和MGUS合并的PC区分开来，但MM和MGUS的PC无法区分。14——16MGUS和MM之间转录组的相似性令人费解，因为MGUS通常在临床上保持良性。1,2通过将更复杂的数据挖掘方法应用于大量样本和第三代微阵列（超过54个）在当前的研究中，我们确定了在与癌症相关的途径中起作用的基因，这些基因在健康受试者、MGUS受试者和MM患者的PC中差异表达。

虽然MGUS进展为MM的年发生率很低，为1%，但对于MM从这种先兆状态演变而来的患者比例知之甚少。通过使用MGUS和MM中52个差异表达基因的无监督分层聚类，我们确定并验证了具有良好临床特征和较长生存期的MGUS-LMM亚群；较低的完全缓解率可能与MGUS病情的重建相一致，假设其PC对细胞毒性治疗具有高度耐药性（类似于急性白血病诱导治疗后骨髓再生障碍时出现的正常PC）。在开始全面治疗后存活10年以上的大多数患者中观察到MGUS-L信号，支持了这些结果1。18重要的是要指出，TT1长期幸存者中只有5%的人在诊断时年龄大于65岁。

训练中MGUS-L和非MGUS-L-MM肿瘤分子亚群分布的差异(表4)和测试(表7)集合令人困惑。尽管存在一些相似之处，但HY组的训练集和测试集之间存在着特别显著的差异，MMSET组的差异稍小，这可能是因为两个试验中患者数量的差异或两个试验登记的7个亚组中患者百分比的差异。事实上，试验组比训练组有更多的HY患者。19解决这个问题可能需要更多的患者。一种可能性是，它与疾病的阶段有关。也许随着时间的推移，具有MGUS-L签名的MM最终可能会获得非MGUS-L签名。一旦对足够多的患者进行了分析，并且在7个分子类别中确定了更多MGUS-L和非MGUS-L-命名的患者，就可以进行Kaplan-Meier生存分析，以评估各种分类模式之间的相互作用。个案基础上的纵向研究将揭示个体患者进展过程中的分子变化。

除了确定具有MGUS特征的低风险MM实体外，MGUS患者与非MGUS-L MM患者的聚集可能与转化为MM的高风险MGUS患者的子集有关。MM-L MGUS患者可能在没有症状的情况下受益于早期治疗干预，而MGUS-L型MM患者的治疗可能会暂停或推迟。

当根据最近公布的MM分子分类进行检查时，19近50%的MGUS-L型MM患者表现为CD-2型疾病，而非MGUS-L-MM患者仅为4%。相比之下，另一种t（11；14）（q13；q32）阳性分子类疾病，即CD-1（以CCND1或CCND3峰为特征，缺乏CD20表达）的代表性明显不足。正如预期的那样，在MGUS-L MM中PR分类极其罕见。MGUS-L-MM中罕见的高危PR和MS基因亚型可能解释了与非MGUS-L-MM患者相比，此类患者的生存率更高。然而，必须考虑最终收购非MGUS-L和PR签名的进展。19

由于技术限制，尚不清楚MGUS、MGUS-L-MM和非MGUS-L-MM之间的GEP差异是否是由于正常血浆细胞的铜提纯或克隆相关肿瘤细胞之间的异质性引起的稀释效应所致。对后一种可能性的支持来自以下观察：TNFSF7/CD27型，是目前52个基因中的一个，在从NPC到MGUS再到MM的过渡过程中逐渐下调。28Moreau等人29注意到CD27在所有健康献血者PC中的表达，在诊断为MM的患者中有36%、复发时有47%以及在92%的人骨髓瘤细胞系中无CD27表达；CD27的存活率较高+与CD27相比−这里呈现的GEP数据与之前发表的蛋白表达研究之间的一致性支持了我们的观点，即健康献血者、MGUS患者和MM患者之间观察到的PC差异是特定于疾病过程的，而不是正常PC污染的反映。

我们最近报道了新诊断的MM中重复出现的最小共同区域（MCR）的高分辨率地图，该图显示了增益/扩增和丢失/缺失，以及这些MCR中的基因，这些基因的表达与拷贝数的变化密切相关。30在本研究中发现的基因中CCT3航站楼和HIST2H2AA公司观察到MM在1q21-1q22相对于MGUS的MCR映射。与此相一致，我们最近发现在MGUS中没有FISH定义的1q21扩增；其在一些SMM患者中的存在与转化为MM的较高风险相关，23,31它在MM中的出现使其存活时间很短。23其他映射到增益/扩增MCR的基因包括SLC39A8型映射到4q22.3-4q24和提问/数据库4映射到7q21.12。与MGUS相关的MM中缺失/缺失MCR的定位基因和表达减少的基因包括半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶募集域相关蛋白15(卡15)16q11.2和叉头箱O1A的映射(FOXO1A公司)在13q14.1 MCR峰值附近的转录因子映射。将MGUS与MM进行比较，发现MM中表达水平对拷贝数敏感的基因表达存在差异，这再次表明差异不太可能反映CD138选择部分中正常血浆细胞的污染程度，但这一小部分基因的表达改变可能在疾病进展中起重要作用。

综上所述，我们使用基因组分析来确定一组基因，其表达模式在来自健康献血者、MGUS患者和MM患者的PC之间存在差异。MGUS患者表现出MM的分子特征，并且被认为转化为显性MM的风险更高，可以被选作二级预防试验。TT1长期存活者PC中MGUS-L特征的流行提出了这样一个问题，即如果采用不那么激进的治疗策略，是否可以取得这些优异的结果。研究不同浆细胞发育不良中差异表达水平基因的功能途径，可能为MM多步骤分子发病机制的神秘机制提供有价值的见解。

补充材料

[补充表格]

致谢

这项工作得到了国家卫生研究院拨款CA55819（J.D.S.、F.Z.、G.T.和B.B.）和CA97513（J.D.S）、治愈骨髓瘤和半岛社区基金会（Fund to Cure Myeloma and Peninsula Community Foundation）以及西南肿瘤学小组（Southwest Oncology Group）的支持。

脚注

本文的在线版本包含数据补充。

这篇文章的出版费用部分由页面费支付。因此，仅为了表明这一事实，根据《美国法典》第18卷第1734节，本文特此标记为“广告”。

作者

贡献：F.Z.、B.B.和J.D.S.帮助研究概念化并撰写了论文。J.D.S.监督工作并分析数据。F.Z.、Y.H.和D.R.W.进行了微阵列和数据分析。B.B.、V.A.、K.H.、M.P.-R、G.T.、F.V.R.、M.Z.和M.D.提供了临床数据。

利益冲突披露：作者声明没有相互竞争的财务利益。

通信：约翰·肖内西（John D.Shaughnessy）、唐娜（Donna D.）和唐纳德·兰伯特（Donald M.Lambert）骨髓瘤遗传学实验室，阿肯色大学医学科学骨髓瘤研究与治疗研究所，4301 W.Markham Street，Little Rock，AR 72205。

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文章来自血液由以下人员提供美国血液学会