巨核细胞生成及其在儿童急性巨核细胞白血病中的失调：分化路径、白血病干细胞与 BCL-XL 依赖性治疗启示

《Leukemia Research》：Megakaryopoiesis and its dysregulation in paediatric acute megakaryoblastic leukaemia

　　

•巨核细胞可直接由干细胞产生，或经由祖细胞产生。
•功能上不同的巨核细胞遵循不同分化途径。
•将急性髓系白血病（acute myeloid leukaemia, AML）的分化状态纳入考虑，可能改善诊断。
•分化状态可为白血病干细胞（leukaemia stem cells, LSC）及可测量残留病（measurable residual disease, MRD）检测提供信息。
•对诸如 venetoclax 等新型靶向治疗的耐药性可能具有谱系特异性。

Faakhir Butt、Marry Lin、Jacqueline Cloos、Bianca F. Goemans 和 Tom Reuvekamp 撰写的这篇综述聚焦儿童急性髓系白血病（acute myeloid leukaemia, AML）的诊断轨迹，尤其是急性巨核细胞白血病（acute megakaryoblastic leukaemia, AMKL）与巨核细胞生成（megakaryopoiesis）的关系。儿童 AML 虽总体发病率较低，但是儿童中仅次于急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukaemia, ALL）的第二常见血液恶性肿瘤。其发病涉及髓系前体细胞中与造血增殖和分化相关基因的染色体异常和反复遗传突变，导致未成熟髓系细胞过度增殖。儿童 AML 的遗传背景与成人有本质差异，以融合、结构改变和局灶拷贝数异常等细胞遗传学异常更为常见。临床上，遗传谱系直接影响治疗选择，但标准诱导治疗，即蒽环类药物联合阿糖胞苷方案，之后序贯巩固治疗，仍有约 12% 患者未达到完全缓解（complete remission, CR），且当代试验报告的无事件生存（event-free survival, EFS）为 50%–75%。AMKL 是罕见 AML 亚型，复发率高、预后差，5 年累积复发率（cumulative incidence of relapse, CIR）为 78%，总生存（overall survival, OS）为 19.1%。因此，研究人员需要系统理解正常巨核细胞生成及其在 AMKL 中的失调，以改进诊断、LSC 检测、MRD 监测和靶向治疗策略。

研究人员以综述形式整合了正常巨核细胞生成的两类模型、巨核细胞功能异质性、AMKL 中 LSC 的形成及可能治疗启示。其核心结论是：巨核细胞既可经经典分步途径产生，也可经直接分化途径产生；直接途径与微环境支持性巨核细胞相关；AMKL 中 LSC 稀有但可检测，可能通过塑造保护性微环境促进耐药和复发；BCL-X_L 依赖性及亚型特异性疗法为高风险 AMKL 提供了新方向。该综述的意义在于强调，除遗传分类外，分化状态分类仍应纳入 AML 诊断、LSC 与 MRD 评估，并可能指导个体化治疗。

为开展该综述，研究人员整合的关键技术方法包括：多参数流式细胞术（multiparameter flow cytometry, MFC）免疫分型与分子遗传学检测；异种移植模型、有限稀释法、谱系追踪和单细胞二次移植用于 LSC 与造血分化研究；高通量药物筛选、体外细胞系和原代或脐血（cord blood, CB）来源模型用于治疗反应评估。样本来源涉及儿童 AMKL 患者骨髓（bone marrow, BM）和外周血（peripheral blood, PB）、人 CB 来源 CD34^? 和 CD34⁺ 造血干细胞和祖细胞（haematopoietic stem and progenitor cells, HSPCs）、M07 和 CMK 巨核细胞 AML 细胞系、小鼠 BM 和 PB，以及 CBFA2T3::GLIS2 和 NUP98 重排相关模型。

1 引言：儿童 AML 是异质性血液肿瘤，治疗仍以诱导和巩固为主，但部分患者未达 CR，EFS 有限。研究人员由此将重点放在儿童 AML 诊断路径、AMKL 和巨核细胞生成。

2 儿童 AML 诊断路径：诊断已从法国-美国-英国（French-American-British, FAB）分类所依赖的形态学和细胞化学，转向世界卫生组织（World Health Organization, WHO）框架下结合遗传检测与免疫分型的多层面分析。MFC 用于确定白血病谱系和分化定义亚型，分子遗传检测用于区分遗传亚型、预后和耐药风险。2.1 遗传检测：儿童 AML 常见 KMT2A 重排、t(8;21)/RUNX1::RUNX1T1 和 inv(16)/CBFB::MYH11，常见体细胞突变包括 KRAS、NRAS、KIT、WT1 和 FLT3，包括内部串联重复（internal tandem duplication, ITD）和 D835；IDH1、IDH2、DNMT3A 和 TP53 突变较成人少见。风险分类中，t(8;21)、inv(16)、NPM1 突变和 CEBPA bZIP 突变等为有利，而多种融合、缺失、单体、FLT3-ITD、TP53 突变和 UBTF 串联重复等为不利。2.2 免疫分型：通过一组分化簇（cluster of differentiation, CD）标志组合区分成熟阶段和异常表型；骨干标志常包括 CD45、CD34、CD117 和 HLA-DR。白血病相关免疫表型（leukaemia-associated immunophenotype, LAIP）可用于 MRD 检测，但标准 MRD 方法很少考虑谱系分化模式。2.3 最终诊断：WHO 先按遗传异常分类，未知或罕见类型可归入“其他明确遗传异常 AML”；缺乏遗传异常时采用分化定义分类，如 AMKL。随着遗传亚型增多，分化定义分类可能减少，但分化靶向治疗的发展可能改变这一趋势。

3 急性巨核细胞白血病：AMKL 由未成熟巨核母细胞不受控增殖定义，常表达 CD41⁺/CD42a⁺/CD42b⁺/CD61⁺。AMKL 分为唐氏综合征相关 AMKL（Down syndrome AMKL, DS-AMKL）和非 DS-AMKL。DS-AMKL 由胚系 21 三体和体细胞 GATA1 突变驱动，预后极好，约 90% 生存，可采用较低强度治疗。非 DS 儿童 AMKL 多由互斥染色体易位及致病融合蛋白驱动，预后较差，包括 KMT2A 和 HOX 重排、inv(16)(p13.3q24.3)、t(11;12)(p15;q13) 和 t(1;22)(p13;q13)，分别产生 CBFA2T3::GLIS2、NUP98::KDM5A 和 RBM15::MKL1。约一半未知致癌融合病例存在 GATA1 突变，且几乎所有病例同时有体细胞 21 三体或唐氏综合征关键区（Down syndrome critical region, DSCR）扩增，提示 GATA1 突变与 21 号染色体协同。GATA1 对终末巨核细胞分化必需，其突变或被 CBFA2T3::GLIS2 等融合下调可阻断巨核细胞分化。成人 AMKL 缺乏反复融合，常见 TP53、DNMT3A、黏连蛋白基因、剪接因子和 ASXL 基因突变。

4 LSC 与正常造血：MFC 按分化定义 AML 的基础是分化阻滞于正常造血特定阶段。AML 具有层级结构，被认为起源于 BM 中稀有的 LSC，LSC 能自我更新并起始白血病。标准治疗可清除多数白血病细胞，但 LSC 被认为耐治疗并驱动复发。量化诊断时和治疗后 LSC 可改善儿童和成人 AML 风险分层，帮助预测 OS 和复发，但 LSC 评估仍处于研究阶段。

5 经典模型：分步巨核细胞生成。HSC 位于层级顶端，BM 中 HSC 标志为 CD34⁺CD38^?CD45RA^?CD90⁺CD135^?CD133⁺，CB 来源 HSC 还表达 CD49f⁺ 和 GPI-80⁺，并呈谱系阴性（Lin^?）。HSC 分化为多能祖细胞（multipotent progenitors, MPPs），再分化为共同髓系祖细胞（common myeloid progenitors, CMPs）、巨核细胞-红系祖细胞（megakaryocyte-erythroid progenitors, MEPs）、巨核细胞祖细胞（megakaryocyte progenitors, MkPs）、巨核母细胞、前巨核细胞，最终形成可产生血小板的成熟巨核细胞。成熟巨核细胞和血小板保留 CD41a 并阳性表达 CD42b 和 CD61，即 CD41a⁺CD42b⁺CD61⁺。

6 直接巨核细胞生成：近期研究挑战了经典分步模型，提出 HSC 或 MPPs 可不经 CMP 和 MEP 直接分化为 MkPs。6.1 小鼠：存在巨核偏倚 HSC 亚群，LSK⁺（Lin^?Sca-1⁺c-Kit⁺）CD34^lowCD135^?，其 Gata1、Mpl 和 Vwf 等巨核相关转录本升高。移植实验中，VWF-GFP⁺ HSC 比 VWF-GFP^? HSC 向血小板重建贡献更大，并呈髓系偏倚。谱系追踪显示，31% 的巨核细胞池由巨核偏倚 HSC 补充，且可在缺乏 MPPs 时贡献。Gata1⁺Vwf⁺ MPP2 也可直接生成 MkPs。小鼠 CD34^? HSC 比 CD34⁺ HSC 更原始，分为长期重建 HSC 和短期重建 HSC。6.2 人类：CB 来源 CD34^? HSC 比 CD34⁺ HSC 更强地产生红系/巨核细胞集落，并富集红系/巨核分化相关基因集，提示其可能绕过中间祖细胞直接分化为 MEPs，而非直接到 MkPs；成人 BM 中缺乏这些细胞，提示其可能限于 CB 或儿童 BM。

7 巨核细胞异质性：直接分化途径的发现提示巨核细胞生成是分叉过程，可能解释巨核细胞功能异质性。小鼠研究表明，分步途径产生 CD48⁺CD49b^high MkPs，进而生成免疫调节性巨核细胞和产血小板巨核细胞；直接途径产生 CD48^?、VWF⁺、CD24a⁺ MkPs，进而生成微环境支持性巨核细胞和产血小板巨核细胞。人类目前仅确认存在三种巨核细胞亚群，但尚未证明其与不同分化途径相关。巨核细胞除产血小板外，还通过分泌血小板因子 4（platelet factor 4, PF4）和转化生长因子-β（transforming growth factor-β, TGF-β）维持 HSC 稳态，并通过抗原呈递和炎症调节发挥免疫作用。

8 失调巨核细胞生成：LSC 形成与 AMKL 发展。异种移植模型证明 AMKL 中存在 LSC；将 AMKL 患者 BM 和 PB 样本移植入照射小鼠后，纯化 c-KIT⁺CD41⁺CD45⁺ 人巨核母细胞并进行有限稀释移植，显示 LSC 频率约为 1/5,000 至 1/30,000 hCD45⁺ 母细胞。另一项体外儿童 AMKL 模型用 CB 来源 CD34⁺ HSPCs 模拟 CBFA2T3::GLIS2 融合，产生巨核免疫表型白血病细胞（hCD45⁺CD34^+/?CD41⁺CD61⁺），估计 LSC 为 1/3,000 至 1/15,000。LSC 在 AMKL 中存在但稀有，其在巨核细胞生成失调中的具体作用仍不明确。研究人员提出假设：LSC 可能偏向直接途径产生微环境支持性巨核细胞，形成保护性微环境；TGF-β 可能参与 HSC 静息和 CXCL12/CXCR4 轴调控，而 CXCL12/CXCR4 与 AML 化疗耐药相关。但该机制在 AMKL 中尚未证实，相关证据主要来自 AML 模型。

9 治疗启示：近期 AML 治疗关注内在凋亡途径，该途径受 BCL-2 家族蛋白调控，包括抗凋亡的 BCL-2、MCL1 和 BCL-X_L。BCL-2 抑制剂 venetoclax 与低甲基化药物联用对老年不适合强化疗或挽救治疗 AML 患者有前景，并可靶向 LSC，因 LSC 耐药与 BCL-2 过表达相关；但其疗效依赖白血病遗传背景。体外 LSC 实验显示，venetoclax 效果与 AML 分化阻滞阶段相关，原始型 AML 比单核细胞型 AML 更敏感，耐药伴随抗凋亡蛋白表达转换。巨核细胞 AML 细胞系 M07 和 CMK 对 venetoclax 耐药，表现为 BCL2 低表达和 BCL2L1 高表达，后者编码 BCL-X_L；这些细胞对 BCL-X_L 选择性抑制剂 A-1331852 和泛 BCL-2 家族抑制剂 navitoclax 敏感。儿童 AMKL 体外模型也显示，CBFA2T3::GLIS2 和 NUP98 重排亚型对 venetoclax 耐药，对 navitoclax 敏感。除凋亡靶向治疗外，menin 抑制剂如 revumenib 对 KMT2A 或 NUP98 重排白血病有靶向潜力；CBFA2T3::GLIS2 AMKL 高表达叶酸受体 α（Folate Receptor α, FOLR1），嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）T 细胞在临床前模型中有效。

10 未来展望：未来研究需在人类细胞中建立更精细的正常造血模型，明确 CD34^? HSC 是独立 HSC 群体还是 CD34⁺ HSC 的瞬时状态，并验证直接分化途径与巨核细胞功能异质性在人类中的联系。还需研究微环境支持性巨核细胞与 LSC 的关系，探索抑制 TGF-β 通路是否影响 LSC 存活。LSC 是预后因素，但需建立标准化检测并在儿童中前瞻性验证其相对于 MRD 的附加预后价值。治疗上应评估 BCL-X_L 抑制剂如 navitoclax 或 A-1331852 用于 CBFA2T3::GLIS2 和 NUP98 重排等高风险 AMKL；首个选择性 BCL-X_L 抑制剂 mirzotamab clezutoclax 已进入成人复发/难治实体瘤临床试验。同时应整合 menin 抑制剂和 FOLR1 导向治疗等亚型特异性策略。

讨论与结论总结：该综述认为，对巨核细胞生成理解的范式转变及功能异质性的认识，为 AMKL 诊断轨迹和病理生理学提供了更新框架。直接分化途径及其与微环境支持性巨核细胞的联系，提供了 LSC 可能形成保护性微环境并维持静息的合理机制。LSC 评估在未来风险分层和治疗决策中有前景，但临床实施仍处于研究阶段，需要在儿科环境中前瞻性验证。对巨核细胞生成理解的转变，连同 BCL-X_L 依赖性的新见解和新兴亚型特异性疗法，为未来研究克服 LSC 持续存在并可能改善患者结局带来新希望。原文结论翻译如下：总体而言，对巨核细胞生成理解的范式转变，加上对功能异质性的认识，为 AMKL 的诊断轨迹和病理生理学提供了更新框架。特别是，直接分化通路及其与微环境支持性巨核细胞的联系，提供了 LSC 可能形成保护性微环境并维持静息的合理机制。尽管 LSC 评估在未来风险分层和治疗决策中具有前景，但其临床实施仍处于研究阶段，并需要在儿科环境中进行前瞻性验证。巨核细胞生成理解的这一转变，连同对 BCL-X_L 依赖性的新见解和新兴亚型特异性疗法，为未来研究克服 LSC 持续存在并可能改善患者结局带来了新希望。