新工具绘制急性髓系白血病分化图谱
研究人员开发了一种新方法，从急性髓性白血病(AML)患者的样本中区分癌性和健康干细胞和祖细胞，AML是一种由恶性血液干细胞驱动的疾病，历史上难以识别。今天发表在《细胞干细胞》杂志上的研究结果为开发新技术铺平了道路，以预测患者是否会对化疗产生反应。
AML是一种以异常白细胞快速生长和积累为特征的癌症。当血液祖细胞(通常变成所有其他类型的血细胞)无法正常成熟并变得异常时，就会发生这种情况。在这个过程中，血液干细胞具有特殊的重要性，因为它们会产生祖细胞，并且被认为是发生白血病突变的细胞类型。
白血病干细胞被认为在化疗后存活并导致复发。高复发率是 AML 的主要临床问题，也是患者死亡的常见原因。
了解血液干细胞如何在AML的背景下产生血液祖细胞对于提高我们对疾病的理解，开发更好的诊断和预后工具以及确定新的治疗靶点和治疗方法至关重要。然而，由于患者之间的高度变异性以及健康和恶性干细胞之间的相似性，这在历史上一直很困难。
“以前了解白血病干细胞和祖细胞如何在AML中分化的努力取得了不同的成功，因为基因表达在疾病中非常异常，”该论文的第一作者，基因组调控中心(CRG)Lars Velten博士研究小组的博士候选人Sergi Beneyto解释说。作者着手通过创建CloneTracer(一种计算方法)来应对这一挑战。
研究人员使用了一种称为单细胞RNA测序的技术，该技术可同时测量数千个细胞中基因的表达。然后，他们将CloneTracer应用于以克隆分辨率运行的数据，这意味着它能够通过跟踪单个细胞如何获得突变来追踪肿瘤的进化。
CloneTracer用于分析19名患者的骨髓样本数据，揭示了两个不同的干细胞区室;一个主要是健康和休眠的干细胞簇，另一个是高度活跃的，主要由白血病干细胞组成。
CloneTracer还揭示了突变，包括十个最常见的突变AML驱动基因中的七个，仅在祖细胞中突出发挥其作用。观察到的这些祖细胞的特征(表型)与患者的治疗反应相关。
这些发现对AML的预后和治疗有影响，因为已经分化到更成熟阶段的祖细胞对治疗的反应更好。
“一旦白血病细胞开始分化为祖细胞，它就会变得疯狂，变得与健康的祖细胞非常不同。通过观察祖细胞，我们可以合理地预测一线化疗是否会成功。我们现在正在努力在更大的队列中验证这一点，并为这些细胞类型建立临床分析，“该研究的共同第一作者，海德堡大学医院Carsten Müller-Tidow教授小组的博士后Anne Kathrin Merbach博士说。
CloneTracer的局限性之一是单细胞RNA测序成本高、耗时且在临床上使用不可行。相反，研究人员计划开发表征祖细胞的方法，以通过使用FACS(荧光激活细胞分选)来预测对化疗的反应，这是一种通常用于白血病研究的技术，可用于世界上大多数血液学医学部门。
虽然预测对化疗的反应很重要，但该研究的作者承认，除非靶向治疗也针对实际的白血病干细胞区室，否则对复发和长期生存的影响是有限的。CloneTracer提供的克隆分辨率使作者能够表征该关键细胞群的基因表达特征，这些细胞群对一线化疗反应不佳。他们警告说，在改善治疗方法之前，需要更大的样本量来确定验证他们的发现。
