非洲裔儿童B-ALL遗传易感性新发现:多组学揭示祖源特异性风险位点与临床预后关联
《Nature Communications》:Genome-wide association study of childhood B-cell acute lymphoblastic leukemia reveals novel African ancestry-specific susceptibility loci
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时间:2025年10月23日
来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对非洲裔儿童B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)遗传易感性研究不足的现状,通过开展首个针对非裔美国儿童的全基因组关联研究(GWAS)荟萃分析(n=840例),发现了多个祖源特异性风险位点(3p26.3、9p24.3等),证实其与特定B-ALL亚型(TCF3-PBX1融合阳性)易感性和生存预后显著相关。研究创新性地整合三维基因组学、报告基因实验等功能验证,揭示了CDKN2A、DOCK8等新靶点,为解析种族预后差异提供了遗传学基础。
在儿童癌症领域,B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)的发病率存在显著的种族差异,非洲裔美国儿童的预后明显差于欧洲裔儿童。然而,由于基因组学研究长期集中于欧洲血统人群,导致非裔人群的B-ALL遗传易感性研究存在巨大空白。这种知识缺口不仅限制了我们对疾病本质的理解,也阻碍了精准医疗策略在多元化人群中的公平应用。
近日发表在《Nature Communications》的一项研究突破了这一瓶颈。由美国明尼苏达大学Logan G. Spector教授和贝勒医学院Michael E. Scheurer教授领衔的国际团队,通过对840名非裔美国B-ALL患儿开展大规模基因组学研究,首次系统揭示了非洲血统特异性遗传风险位点及其临床意义。这项名为"ADMIRAL"的研究整合了来自儿童肿瘤学组(COG)临床试验、密歇根生物信托库和多中心生物样本库的珍贵资源,采用Illumina Global Diversity Array芯片进行基因分型,并利用TOPMed多祖源参考面板进行基因型填充,确保了在非洲基因组中罕见变异的准确检测。
研究人员采用病例对照设计,通过逻辑回归模型调整祖源成分混杂,发现了10个与B-ALL风险显著相关的独立基因座,其中7个为首次报道。特别引人注目的是,这些新位点展现出强烈的祖源特异性:风险等位基因在非洲参考人群中的频率(5%-9%)显著高于欧洲人群,且效应值(OR=2-3)远超既往在欧洲人群中发现的大多数易感位点。
研究团队运用了多维技术验证遗传发现的生物学意义:通过RFMix进行局部祖源推断,利用RegulomeDB和ENCODE数据注释调控功能,基于染色质环化数据(Hi-C、CHIA-PET)连接风险变异与远端基因启动子,采用双荧光素酶报告系统验证等位基因特异性调控活性,并通过贝叶斯共定位分析评估风险变异与基因表达的关联。样本来源包括COG前线治疗方案患者、基于人群的密歇根新生儿队列和多家医院生物样本库。
在3p26.3区域,主导信号rs112113758位于CNTN4基因内含子区。该基因编码接触蛋白家族成员,以往主要与神经发育障碍相关。研究人员通过三维基因组学分析发现,该区域与造血干祖细胞中的特定增强子存在染色质交互,双荧光素酶实验进一步证实风险等位字显著改变报告基因表达活性。
9p24.3区域的rs867166159则展现出更复杂的调控网络。该变异通过染色质环与DOCK8基因启动子相互作用,而DOCK8缺陷已知与免疫缺陷和T细胞淋巴瘤相关。报告基因实验显示,包含风险等位字的单倍型在B细胞前体白血病细胞系中显著增强转录活性,提示其可能通过调控DOCK8表达影响B细胞发育。
研究团队通过整合分析发现,多个非洲血统特异性风险位点与免疫相关基因表达存在共定位信号。例如,ADGRD1(粘附GPCR家族成员)在急性髓系白血病中高表达预示不良预后;CD3D编码CD3δ蛋白,其缺陷会导致严重联合免疫缺陷症。这些发现将B-ALL易感性与免疫调控通路紧密联系起来,为理解疾病发病机制提供了新视角。
尤为重要的是,这些遗传发现与临床预后密切相关。携带至少一个非洲血统特异性风险等位字的患儿,五年总生存率显著低于非携带者(83% vs 96%),死亡风险增加2.64倍。这种生存差异在COG标准风险和高风险治疗方案亚组中均保持一致。
研究人员还发现这些风险位点与特定B-ALL亚型存在关联:TCF3-PBX1融合阳性ALL的风险随非洲血统比例增加而升高,而预后良好的ETV6-RUNX1融合阳性ALL则显示负相关。这一发现从遗传学角度解释了非洲裔儿童中特定亚型分布不均的现象。
本研究首次全面揭示了非洲血统儿童B-ALL的独特遗传架构,打破了以往主要基于欧洲血统研究的局限。所发现的祖源特异性风险位点不仅具有人群特异性,更与临床预后和疾病亚型密切相关,为开发种族特异性的风险预测模型奠定了基础。
值得注意的是,基于欧洲血统的多基因风险评分(PRS)在非裔美国人中预测效能显著降低,凸显了在多样化人群中开展遗传学研究的重要性。研究人员估计,这些新发现的风险变异可解释高达50.4%的B-ALL家族相对风险,远超过既往已知位点的贡献。
这项研究为理解B-ALL的种族差异提供了遗传学解释,为改善少数族裔癌症患者的预后差异迈出了关键一步。未来需要在更大样本中验证这些发现,并进一步探索这些风险变异影响白血病发生的分子机制,最终实现儿童白血病精准预防和诊疗的公平化推进。
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