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In den letzten Jahren haben sich die klinischen Ergebnisse bei lymphatischen Erkrankungen erheblich verbessert, was die Suche nach alternativen Markern befeuert hat, die Überlebensendpunkte früher vorhersagen und die Bewertung neuer Therapien beschleunigen können20. Eine umfassende Metaanalyse mit 8.098 Patienten hat den starken prognostischen Wert der MRD-Negativität für ein verbessertes Langzeitüberleben bei MM-Patienten erneut bestätigt21. Darüber hinaus haben BCR- und TCR-Klonale-Umlagerungen als entscheidende diagnostische Marker und zur Verfolgung der MRD-Belastung an Bedeutung gewonnen und leiten therapeutische Entscheidungen bei malignen Erkrankungen des Lymphsystems22.
Zunehmende Evidenz untermauert die Überlegenheit der NGS-basierten BCR/TCR-Klonalitätsbestimmung gegenüber MFC- und PCR-basierten Assays, insbesondere wenn ausreichende DNA-Proben verfügbar sind. NGS bietet eine höhere Sensitivität und einfachere Standardisierung10,23,24,25,26 und wurde als starker prognostischer Faktor für das progressionsfreie Überleben (PFS) sowie das Gesamtüberleben zu Beginn einer Erhaltungstherapie identifiziert27.
In dieser Studie entwickelten wir ein NGS-basiertes Assay, das eine positive Detektionsrate von über 90 % sowohl für die BCR- als auch für die TCR-Klonalität bei lymphatischen Malignitäten aufweist. Die Nachweisgrenze (LOD) des Assays wird für beide BCR- und TCR-Klonalitätsassays auf zwischen 1 und 2 malignen Zellen geschätzt, vergleichbar mit der hohen Empfindlichkeit des clonoSEQ-Assays, dessen LOD bei 1,903 malignen Zellen liegt16. Wir beobachteten eine Linearität mit geschätzten Steigungen zwischen 0,93 und 1,06 über klonale Frequenzen von 1 bis 10-6, was auf eine starke Proportionalität zwischen beobachteten und erwarteten klonalen Frequenzen hinweist. Nach Etablierung standardisierter Nachweismethoden und Abschluss der laborinternen Validierung führten wir eine klinische Validierung durch, um die Eignung des Assays für das klinische MRD-Monitoring sicherzustellen.
Diese Studie zeigte eine Übereinstimmung von 81,36 % (48/59) zwischen dem NGS-basierten Assay und der MFC. Beide Methoden wiesen eine Sensitivität von 100 % bei der Identifizierung von Tumorzellen in neu diagnostizierten oder rezidivierten Fällen auf. Bei der Überwachung nach der Behandlung fanden wir keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem MRD-Status, bewertet mittels MFC, und dem PFS, wahrscheinlich aufgrund der begrenzten Stichprobengröße. Daher führten wir eine umfassende Analyse aller Fälle durch.
Unter den 18 Patienten, die von beiden Methoden als MRD-positiv identifiziert wurden, stimmten die MRD-Ergebnisse mit den klinischen Ansprechbewertungen überein. Neun dieser Patienten zeigten eine progrediente Erkrankung (PD) oder ein Rezidiv, vier erreichten eine stabile Erkrankung (SD), vier erreichten eine partielle Remission (PR) und einer verstarb. Dies legt nahe, dass bei Patienten, die von beiden Methoden als MRD-positiv getestet wurden, nahezu ausnahmslos eine progrediente Erkrankung oder ein Rezidiv beobachtet wird. Diese Daten deuten darauf hin, dass eine MRD-Positivität in beiden NGS- und MFC-Assays überwiegend einer begrenzten Wirksamkeit oder einer ungünstigen Prognose bei diesen Patienten entspricht. Von den 11 Patienten, die mittels NGS als MRD-positiv, jedoch mittels MFC als MRD-negativ getestet wurden, erreichten 36,36 % keine komplette Remission (CR). Diese Befunde unterstreichen die Fähigkeit der NGS, MRD in Frequenzen zwischen 10-2 und 10-6 auch bei begrenzten Restproben nachzuweisen, während die MFC in einigen Fällen versagte. Dies untermauert weiterhin die höhere Sensitivität und Spezifität der NGS im Vergleich zur MFC bei der MRD-Detektion.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass der MRD-Status, bewertet mittels MFC, ein starker Prädiktor für das progressionsfreie Überleben und das Gesamtüberleben bei MM-Patienten ist, was die Bedeutung der MRD-Überwachung bei der Steuerung therapeutischer Entscheidungen und der Prognosebeurteilung nach autologer Stammzelltransplantation unterstreicht28. Die hier vorgestellten Ergebnisse unterstreichen weiterhin die Bedeutung von NGS-Assays, wie anhand zweier Fälle (Patienten 11 und 14) veranschaulicht, bei denen die Patienten mittels MFC als MRD-negativ, jedoch mittels NGS als MRD-positiv getestet wurden. Es ist entscheidend zu beachten, dass das Absetzen der Therapie in solchen Fällen ein Rezidivrisiko mit sich bringen kann, was die Notwendigkeit einer sorgfältigen Beurteilung des Therapieansprechens bei diskordanten MRD-Ergebnissen verdeutlicht.
Diese Studie durchbricht die Abhängigkeit bestehender NGS- und MFC-Methoden von frischen Knochenmarkaspiraten oder gefrorenen Zellen und validiert erstmals systematisch, dass verbleibende, bereits gefärbte Knochenmarkausstriche, die nach der routinemäßigen Diagnose übrig sind, als zuverlässiges Ausgangsmaterial für die hochsensible Nachweisung von MRD dienen können. Dies behebt direkt die folgenden klinischen und methodischen Lücken: (1) Es entfällt die Notwendigkeit, große Volumina an Knochenmarkflüssigkeit zur MRD-Überwachung zu entnehmen, insbesondere bei älteren Patienten oder solchen mit erschwerter Probenentnahme; (2) Es ermöglicht die retrospektive Analyse archivierter Ausstriche und nutzt damit vorhandene pathologische Ressourcen, um MRD-basierte prognostische Evidenz in historischen Kohorten zu etablieren; und (3) Mit einer Nachweisempfindlichkeit von 10-5-10-6 ist die Methode der konventionellen MFC (typischerweise 10-4-10-5) deutlich überlegen und umgeht falsch-negative Ergebnisse, die durch Probenqualitätsprobleme bei der MFC verursacht werden, wodurch ein DNA-basiertes, nachvollziehbares MRD-Bewertungsinstrument für die klinische Praxis bereitgestellt wird.
Mehrere kritische Schritte wurden identifiziert, um den Erfolg und die Zuverlässigkeit des Assays sicherzustellen. Ein schonendes Abkratzen verbliebener Aufstriche, gefolgt von sofortiger Pufferanwendung, war entscheidend für eine ausreichende gDNA-Ausbeute. Eine präzise eingesetzte DNA-Menge (100 ng pro Reaktion, innerhalb von ±10 %) war erforderlich, um Allelverluste oder verzerrte Amplifikationen zu vermeiden. Die equimolare Poolung barcodierter Produkte (2 nM) trug zu einer gleichmäßigen Sequenziertiefe bei, und die konsequente Anwendung bioinformatischer Schwellwerte (≥10 % klonale Frequenz bei Diagnosestellung und ≤5 % Mismatches zur Verfolgung) half, falsch-positive MRD-Befunde zu verhindern. Zusätzlich wurden mehrere Modifikationen des Standardprotokolls eingeführt, um häufig auftretende experimentelle Probleme zu beheben. Wenn die endgültige Bibliothekskonzentration unter 5 nM fiel, wurde vorsichtig eine zweite PCR-Runde mit 2–4 zusätzlichen Zyklen hinzugefügt, um eine Überamplifikationsverzerrung zu vermeiden. Bei Proben, bei denen die Klonverfolgung aufgrund übermäßiger Mismatches (>5 %) fehlschlug, wurde die Referenzdatenbank IMGT aktualisiert und die Fehlertoleranz vorübergehend auf 8 % gelockert, um explorative Analysen durchzuführen, obwohl 5 % weiterhin der Standardwert für die klinische Berichterstattung blieb. Falls die Sequenziertiefe unter 50.000 Reads pro Probe sank, wurden erneute Poolung und erneutes Sequenzieren durchgeführt, ohne den PCR-Schritt zu wiederholen.
Insgesamt zeigt diese Validierung unter realen Bedingungen, dass verbliebene Knochenmarkausstrichproben in verschiedenen Behandlungssituationen konsistente und zuverlässige Testergebnisse liefern. In wirtschaftlich benachteiligten Regionen, in denen routinemäßig Knochenmarkbiopsie und MFC anstelle von NGS durchgeführt werden, legen die Ergebnisse nahe, dass NGS für eine weitergehende molekulare Beurteilung in Betracht gezogen werden kann, wenn die anfänglichen Ergebnisse negativ sind. Die Nutzung verbliebener Proben ist in solchen Fällen angemessen, da sie die Notwendigkeit wiederholter Knochenmarkpunktionen entfallen lässt und somit die Belastung für den Patienten verringert.
Während unsere laufende Studie unter Realbedingungen darauf abzielt, die Stichprobengröße für weitere Analysen zu vergrößern, erkennen wir mehrere Limitationen an. Falsch-negative Ergebnisse können insbesondere dann auftreten, wenn der extrahierte DNA-Gehalt unzureichend ist, wie beim zweiten MRD-Nachweis beim Patienten 10 beobachtet. Zudem wird der Anteil der durch NGS detektierten Klone durch die Zellquantifizierung beeinflusst, was zu einer Überschätzung der MRD-Zellanteile führen kann. Die Validierung konzentrierte sich primär auf Knochenmarkproben. Die langfristige Bedeutung von NGS-MRD liegt jedoch in mehrfachen Nachuntersuchungen nach der Behandlung, bei denen peripheres Blut möglicherweise besser geeignet ist. Eine Validierung von Proben aus peripherem Blut wurde bisher nicht durchgeführt. Aufgrund der begrenzten Anzahl klinischer Validierungsproben, der zufälligen Rekrutierung von Patienten und der unterschiedlichen Behandlungsansätze in dieser Realweltstudie erwies sich die Sammlung konsekutiver MRD-Proben als schwierig. Folglich konzentrierten wir uns darauf, die Bedeutung früher MRD-Antworten im Hinblick auf ein späteres Fortschreiten der Erkrankung zu bewerten, konnten jedoch den Einfluss eines persistierenden MRD-Status auf langfristige Outcome-Parameter nicht nachweisen. Außerdem wurde NGF nicht in die vergleichende Analyse einbezogen. Obwohl NGS und konventionelle MFC systematisch verglichen wurden, hätte NGF – als eine der beiden vom IMWG empfohlenen MRD-Methoden (die andere ist NGS) – zusätzliche Erkenntnisse zur Leistungsfähigkeit des Assays liefern können. Darüber hinaus ist die Stichprobengröße relativ klein (n = 40), und das Kollektiv ist heterogen und umfasst verschiedene hämatologische Malignitäten. Zukünftige multizentrische, groß angelegte Studien, die NGF einbeziehen und sich auf eine einzelne Malignität wie das multiple Myelom konzentrieren, sind erforderlich, um unsere Schlussfolgerungen zu bestätigen und zu erweitern.
Nachdem wir die Leistung des NGS-basierten BCR/TCR-Klonalitätsassays umfassend charakterisiert und validiert hatten, konnten wir zeigen, dass er ein vielversprechendes Verfahren zur hochsensitiven, genauen und praktischen Quantifizierung und Überwachung der MRD in verbliebenen Knochenmarkausstrichproben von MM-Patienten darstellt.