儿童T细胞急性淋巴细胞白血病中干细胞样细胞在化疗耐药和复发中的作用机制研究

本研究针对T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)复发机制这一临床难题，通过单细胞RNA测序技术对18例患儿样本进行纵向分析，首次发现具有干细胞特征的耐药细胞亚群。研究人员鉴定出该群体特有的转录调控网络(如KLF/AP1/NF-κB通路)和选择性剪接模式(如RPL27Aintron10保留)，证实其在诊断期微量存在而在复发期显著扩增。该成果为靶向干细胞特性克服T-ALL耐药提供了新思路，发表于《Nature Communications》。

　　

在儿童血液肿瘤领域，T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)占急性淋巴细胞白血病(ALL)的15%，虽然多数患儿可通过强化疗获得缓解，但复发患者生存率骤降至20%。更棘手的是，复发T-ALL往往表现出复杂的化疗耐药机制，其分子基础至今未明。传统研究受限于技术手段，难以捕捉诊断期微量存在的耐药细胞群体，也无法解析其动态演化规律。这些认知空白严重阻碍了精准治疗策略的开发，亟需创新研究方法揭示耐药克隆的生物学本质。

欧洲分子生物学实验室(EMBL)与海德堡大学医院的研究团队联合开展了一项突破性研究。他们采用前沿的单细胞全长转录组测序技术(VASA-seq)，对13例配对诊断-复发样本和5例非复发样本进行系统分析，样本均通过患者来源异种移植(PDX)模型扩增。研究首次在单细胞分辨率描绘了T-ALL的演化图谱，发现11/18样本存在具有干细胞特性的细胞亚群，这些细胞在诊断期占比不足2%，却在复发时扩增10-40倍。该成果发表于《Nature Communications》，为理解T-ALL复发机制提供了全新视角。

关键技术方法包括：1) 对18例T-ALL患者的31个PDX样本进行VASA-seq单细胞全长转录组测序；2) 使用pySCENIC算法构建单细胞调控网络；3) 基于601个特征基因建立"干细胞特性评分"系统；4) 通过体外(细胞周期分析)和体内(PDX药物试验)验证耐药性；5) 对1336例独立队列进行临床相关性分析。

Expanding stem-like cells revealed from a PDX model of a relapsing T-ALL patient
通过对复发指数患者P2的1231个单细胞分析，发现诊断期占比1.37%的cluster 2细胞在复发时扩增至26.47%。该群体具有G1期阻滞(88.27%细胞)、DN胸腺细胞特征(96.30%)及NF-κB信号激活等干细胞特性，与主要克隆(cluster 0)形成鲜明对比。

pySCENIC identifies a uniform population among TAL1 driven T-ALLs
在9例TAL1驱动型T-ALL的扩展队列中，发现跨患者存在的干细胞样细胞亚群(占TAL1细胞18.86%)。这些细胞呈现KLF2等14种转录因子活性增强，伴随细胞黏附通路富集(NES 2.33)和代谢过程抑制(NES -2.86)。

Common patterns of alternative splicing enriched in stem-like cells
全长转录组分析揭示干细胞样细胞特有的剪接变异，包括RPL27A基因内含子10保留(导致无义介导的mRNA降解)和FOS基因外显子10异常包含(产生截短蛋白异构体)。GO分析显示这些变异显著影响核糖体生物发生(p<0.00001)等通路。

Increased tolerance of T-ALL stem-like cell populations to conventional treatment
功能验证显示，阿糖胞苷处理后干细胞特性评分显著升高(p<10^-15)，而BCL-2抑制剂Venetoclax可克服该耐药性。临床数据分析证实，诊断期高评分与诱导治疗失败显著相关(M3 vs M1组p=8.6×10^-7)。

这项研究通过多组学整合分析，首次系统阐明了T-ALL干细胞样细胞的分子特征和动态演化规律。其核心发现包括：1) 鉴定出具有DN胸腺细胞特征的耐药细胞群体，其通过KLF2介导的细胞周期阻滞实现化疗逃避；2) 揭示跨患者保守的转录调控模块和剪接变异模式，为开发广谱靶向策略提供分子靶点；3) 建立可预测治疗反应的干细胞特性评分系统，具有重要临床转化价值。该研究不仅深化了对T-ALL复发机制的理解，更为突破当前治疗瓶颈提供了新的研究方向——针对干细胞特性的联合治疗策略有望成为改善高危患者预后的关键。