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单细胞测序揭示儿童ETV6:RUNX1融合阳性B细胞急性淋巴细胞白血病的复发机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Molecular and Cellular Probes 2.3
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为解决ETV6:RUNX1(E/R)融合阳性儿童B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)中近50%低危患者复发的临床难题,研究人员通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,对比分析初诊与复发患者的骨髓微环境特征。研究发现复发样本存在T细胞耗竭、恶性B细胞扩增及代谢重编程(氧化磷酸化/糖酵解通路激活),并鉴定出LGALS9-HAVCR2介导的免疫逃逸机制及NPDC1/LEF1/ERG等转录因子的促复发作用,为靶向干预提供了新依据。
在儿童血液肿瘤领域,ETV6:RUNX1(E/R)融合是B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)最常见的遗传学异常,虽被归类为低危亚型,却仍有近半数患者遭遇复发。这一临床矛盾现象长期困扰着血液科医生——为何生物学特征相似的患儿,对治疗的反应却存在巨大差异?传统研究多聚焦于肿瘤细胞自身的基因突变,但越来越多的证据表明,肿瘤微环境的免疫逃逸和代谢重塑可能才是复发背后的"隐形推手"。
为破解这一谜题,山东省立医院的研究团队创新性地运用单细胞测序技术,对4例E/R阳性B-ALL患儿(3例初诊、1例复发)的骨髓样本进行高精度解析,相关成果发表在《Molecular and Cellular Probes》。研究通过整合21,521个骨髓单个核细胞的转录组数据,结合inferCNV拷贝数变异分析和SCENIC转录因子调控网络构建,首次在单细胞层面绘制了E/R阳性B-ALL复发过程的动态图谱。
关键技术方法包括:1)从25例B-ALL队列中筛选4例E/R阳性患者(含配对初诊-复发样本)及3例健康供体的骨髓样本;2)基于BD Rhapsody平台的单细胞捕获和Novaseq 6000测序;3)Seurat软件进行跨样本整合与细胞亚群注释;4)CellPhoneDB预测细胞互作网络;5)inferCNVpy区分恶性/正常细胞。
【3.1. 患者特征】
研究队列中复发患者ALL_4为13.9岁男性,初诊时核型正常但复发时出现复杂染色体异常,提示基因组不稳定性加剧。
【3.2. 骨髓单核细胞图谱】
复发样本呈现"三减一增"特征:总T细胞比例下降60%,CD8+耗竭性T细胞(Tex)扩增2.3倍,恶性B细胞占比提升至75%。功能分析显示Tex细胞毒性评分降低而耗竭标志物(PD-1/TIGIT)表达升高,形成免疫抑制微环境。
【3.3. 恶性细胞鉴定】
CNV分析揭示复发样本中恶性造血干细胞/祖细胞(HSC/MPP)和B细胞比例显著增加,且HSC/MPP增殖活性增强,提示其可能是复发"种子库"。
【3.4. 转录组差异】
初诊样本富集干扰素-γ(IFN-γ)应答和炎症通路(NF-κB/JAK-STAT),而复发样本则激活氧化磷酸化(ATP5PF/ATP5F1E)和糖酵解(LDHA)。这种代谢转换可能赋予肿瘤细胞化疗抵抗能力。
【3.5. 细胞互作】
复发样本中恶性B细胞通过LGALS9-HAVCR2配体-受体对与T细胞相互作用,该通路已知可诱导T细胞耗竭并抑制IFN-γ分泌,构成免疫逃逸的关键机制。
【3.6. 转录因子调控】
SCENIC分析发现复发样本中ZBED1/IKZF2调控HSC/MPP自我更新,而B细胞中NPDC1/LEF1/ERG转录活性增强,其中ERG作为21号染色体ETS家族成员,已被证实可促进白血病干细胞维持。
这项研究首次从单细胞维度揭示了E/R阳性B-ALL复发的三重机制:免疫监视失效(T细胞耗竭)、代谢适应性(氧化磷酸化优势)和转录重编程(ETS家族激活)。特别值得注意的是,复发样本中LGALS9-HAVCR2轴的激活与临床观察到的T细胞功能衰竭高度吻合,这为PD-1/HAVCR2双靶点免疫治疗提供了理论依据。同时,ERG/LEF1等转录因子的发现,为开发针对E/R阳性复发患者的表观遗传靶向药物指明了方向。
尽管样本量限制需要更大队列验证,但该研究通过创新性地结合单细胞多组学和计算生物学方法,突破了传统bulk测序的瓶颈,为理解B-ALL异质性和治疗抵抗开辟了新视角。未来针对这些发现开展的功能实验和临床转化研究,或将改写儿童B-ALL的精准治疗策略。
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