综述:克隆性造血:与克隆扩增和疾病相关的因素

【字体: 时间:2025年03月14日 来源:Blood Research 2.5

编辑推荐:

  克隆性造血(CH)与多种疾病相关,本文综述其遗传分子机制、治疗策略等进展。

  

克隆性造血(CH)概述

克隆性造血(CH)指造血干细胞和祖细胞(HSPCs)因体细胞突变异常扩增,导致血细胞生成失衡,这一现象与衰老密切相关,随年龄增长,其患病率显著上升。常见的突变基因包括 DNMT3A、TET2 和 ASXL1,这些突变多呈现胞嘧啶向胸腺嘧啶的转变,是衰老的特征之一。CH 不仅增加血液系统恶性肿瘤风险,还与心血管疾病(CVDs)等非恶性疾病相关,对整体健康和寿命影响重大。

年龄相关的不确定潜能克隆性造血(CHIP)及其他 CH 相关现象

CHIP 是 CH 的一种特殊形式,表现为白血病驱动基因的体细胞突变,且在未诊断血液疾病或血细胞减少的个体中,变异等位基因分数(VAF)≥2% 。其患病率随年龄急剧上升,70 岁以上人群中,约 20% - 50% 携带 CH 克隆,导致全因死亡率增加 40% 。在长寿人群(≥90 岁)中,CH 克隆大小与突变数量相关,而非实际年龄。
镶嵌染色体改变(mCAs)也是 CH 相关现象,它是血细胞中大规模结构性染色体变化的年龄相关克隆性扩张,属于染色体镶嵌现象。mCAs 与血液系统恶性肿瘤相关,其患病率受年龄、吸烟、端粒长度等多种因素影响。其中,髓系 mCAs(M - mCAs)主要与髓系恶性肿瘤相关,淋巴系 mCAs(L - mCAs)则与淋巴系恶性肿瘤和自身免疫性疾病相关。此外,还有未确定驱动因素的 CH、微 CH 以及意义未明的克隆性血细胞减少等 CH 类别,表明 CH 突变在老年人中更为普遍。

CHIP 的亚型:髓系和淋巴系克隆性造血

髓系 CHIP(M - CHIP)和淋巴系 CHIP(L - CHIP)与不同的恶性肿瘤和健康结局相关。M - CHIP 以 DNMT3A、TET2 和 ASXL1 等基因的体细胞突变特征,主要增加髓系恶性肿瘤发生概率,大的 M - CHIP 克隆还与总体死亡率和冠心病(CAD)风险增加有关。L - CHIP 与 ATM、KMT2D 等基因的突变有关,在 40 - 70 岁成年人中的发生率为 1.3%,影响慢性淋巴细胞白血病(CLL)、单克隆 B 细胞淋巴细胞增多症(MBL)等疾病风险。区分 M - CHIP 和 L - CHIP 有助于分层造血恶性肿瘤风险。

端粒与 CH 的关系

端粒在染色体稳定性和保护中起关键作用,其长度与衰老和细胞分裂密切相关。CH 与衰老、细胞衰老相关,端粒酶的逆转录作用可缓解造血干细胞(HSCs)分裂时的端粒损耗,但这一保护机制随年龄减弱。研究表明,CHIP 的 VAF 越高,白细胞端粒长度(mLTL)越短,而较长的 LTL 会增加 CHIP 发生风险,二者存在双向关系。POT1 基因突变导致端粒延长,与遗传性 CH 和多种肿瘤相关。患有端粒生物学障碍(TBDs)的患者,CH 突变更频繁,患髓系肿瘤风险更高,mLTL 在 CHIP 和 CAD 之间起一定的中介作用。

CH 的遗传和分子层面

突变和基因

DNMT3A、TET2 和 ASXL1 是 CH 中最常突变的基因,在小鼠研究中,它们参与表观遗传调控,对 HSC 功能至关重要,但在人类 HSCs 中作用机制尚不完全清楚。近期研究发现近 70 个有正选择信号的基因与 CH 相关,新发现的驱动基因与血液系统恶性肿瘤及多种不良健康结局有关。

克隆扩张机制

衰老、癌症治疗、吸烟、环境暴露、肥胖等多种因素会影响 CH 的发生发展。遗传研究表明,不同人群对 CH 易感性存在差异,性别差异也会导致 CH 突变不同。此外,某些 CH 突变可能对寿命有保护作用。正向选择是驱动 CH 进化的主要因素,不同基因的突变生长速率不同,化疗、辐射、吸烟和炎症等因素会影响克隆适应性和优势生长。

乘客近似克隆扩张率(PACER)中的遗传易感性和遗传性

生殖系遗传变异在 CH 发展中起重要作用,全基因组关联研究(GWAS)确定了多个与 CHIP 和 mCAs 相关的染色体位点。研究发现 TCL1A 基因在 CHIP 和 mCAs 克隆扩张中起促进作用,其表达受特定遗传变异影响。克隆扩张率还受表观遗传因素和特定循环蛋白影响。

炎症和免疫反应

促炎信号和细胞因子在 CH 进展中起关键作用,为突变克隆扩张创造有利环境。炎症细胞因子促进 TET2 突变的 HSPCs 存活和扩张,巨噬细胞中 TET2 或 DNMT3A 缺失会增强促炎细胞因子产生,增加心血管疾病风险。阻断 IL - 6 等炎症信号通路可降低心血管风险,针对炎症小体的治疗也有潜在效果。

骨髓环境

衰老、CH 和骨髓微环境相互作用,形成炎症和克隆扩张的自我强化循环。衰老影响骨髓微环境,促进 CH 进展,改变 HSC 功能;CH 克隆扩张又会改变骨髓微环境,影响骨健康,促进 CH 进一步发展。例如,Dnmt3a 突变会增加破骨细胞生成,导致骨密度降低,与骨质疏松和骨关节炎相关。针对特定炎症通路或使用治疗骨质疏松的药物,有助于控制 CH 相关的骨并发症。

治疗策略和干预措施

抗炎治疗是减轻 CH 相关心血管风险和并发症的有前景的方法,针对 IL - 1β、IL - 6 等炎症通路的治疗以及 JAK2 抑制剂已显示出潜力,如 canakinumab 可降低 CH 患者心血管事件风险。针对炎症小体的靶向治疗,如 NLRP3 和 AIM2 抑制剂,可能更精确地控制炎症过程。联合治疗在实验模型中效果良好,如钙通道阻滞剂与其他药物联合可抑制突变 CHIP 细胞生长,恢复正常造血。但 IL - 6 抑制在降低 CHIP 携带者心血管疾病风险中的作用仍存在争议。

结论

CH 是一个复杂多面的现象,对人类健康影响广泛。遗传突变与环境因素相互作用,促进 CH 发展,增加多种疾病风险。目前对 CH 的认识不断深入,为开发新的治疗和预防策略奠定了基础。未来研究需要更精确的风险分层方法,深入探究 CH 对非血液系统疾病的影响,以及 CH 对衰老和整体健康的长期作用,有望为多种年龄相关疾病的管理带来突破。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号