V(D)J重组产生的DNA环状外切片段促进白血病复发的机制研究

本研究揭示了B细胞前体急性淋巴细胞白血病(BCP-ALL)复发的新机制：V(D)J重组过程中产生的环状外切信号片段(ESC)能够持续复制并与重组激活基因(RAG)蛋白形成复合物，通过"切割-逃逸"(cut-and-run)反应导致基因组双链断裂，在复发相关基因中积累突变。研究人员发现诊断时ESC拷贝数增加与后续复发显著相关，为临床预后提供了新标志物。该成果发表于《Nature》，为理解白血病复发机制提供了全新视角。

　　

在免疫系统发育过程中，B细胞通过V(D)J重组产生多样化的抗体，这一过程会产生环状外切DNA片段(ESC)。传统观点认为这些"副产品"会随着细胞分裂被逐渐稀释，但最新研究发现这些DNA环可能暗藏玄机。在B细胞前体急性淋巴细胞白血病(BCP-ALL)中，这些看似无害的环状DNA片段可能成为推动疾病进展的"隐形杀手"。

英国利兹大学(University of Leeds)的研究团队在《Nature》发表重要研究成果，颠覆了人们对ESC的传统认知。研究人员发现，这些环状DNA片段不仅能在细胞中持续存在，还能进行复制，并与V(D)J重组酶(RAG)形成危险组合。这种RAG-ESC复合物会攻击基因组中的隐秘重组信号序列(cRSS)，导致DNA双链断裂和突变积累，最终促进白血病复发。

为阐明这一机制，研究人员采用了多种前沿技术：通过线性扩增介导的高通量基因组易位测序(LAM-HTGTS)分析重组事件；利用数字PCR(ddPCR)定量检测ESC拷贝数；采用荧光原位杂交(FISH)观察ESC在细胞中的分布；结合全基因组测序(WGS)分析结构变异；并通过RNA测序(RNA-seq)研究基因表达变化。研究样本来自VIVO Biobank和欧洲基因组数据库(EGA)的临床样本队列。

研究结果部分：

ESC在小鼠成熟B细胞中持续存在

通过定量PCR和RecBCD外切酶处理实验证明，ESC在小鼠从pre-B细胞到成熟IgG⁺ B细胞的多个发育阶段持续存在，且保持环状结构。这推翻了ESC会随细胞分裂被稀释的传统观点。

ESC在BCP-ALL患者中高拷贝存在

利用LAM-ESC技术检测发现，诊断时ESC拷贝数高的患者更易复发。数字PCR证实ESC与对应重组连接点的比值在复发患者中显著升高，表明ESC在这些患者中复制更活跃。

高ESC复制与DNA修复基因表达相关

RNA-seq分析显示，复发患者中PCNA、POLE3等DNA复制修复相关基因表达上调。这些基因可能促进ESC复制，形成恶性循环。

ESC分布具有异质性

FISH实验观察到ESC在细胞中的不均匀分布，部分细胞含有多个ESC。溴脱氧尿苷(BrdU)标记实验直接证实了ESC的复制行为。

ESC介导的突变促进克隆扩增

全基因组分析发现，复发患者中由RAG-ESC复合物通过cut-and-run反应产生的结构变异(SV)显著增多。这些变异富集于复发相关基因，如SYK基因的插入突变在复发时明显扩增。

研究结论指出，ESC这一V(D)J重组的"副产品"在拷贝数增加时会与RAG蛋白协同作用，通过cut-and-run反应导致基因组不稳定性和突变积累。诊断时ESC拷贝数可作为预测复发的独立指标，特别是在ETV6-RUNX1⁺和高超二倍体(HeH)BCP-ALL中。该发现不仅揭示了白血病复发的新机制，也为开发靶向ESC的治疗策略提供了理论依据，具有重要的临床转化价值。