編者按：在髓系惡性腫瘤中，“多重打擊”TP53突變的存在，尤其是發現與複雜的核型結合時，患者常出現治療應答不佳或無應答等不良結果。因此，瞭解TP53突變驅動的克隆進化、抑制先行克隆和最終疾病轉化的生物學基礎對於開發更有效的治療方法至關重要。骨髓增殖性腫瘤 (MPN) 是研究這一過程的理想疾病模型，因為透過獲得TP53錯義突變經常發生繼發性急性髓系白血病 (sAML) 的進展。
在剛剛結束的2021美國血液學會（ASH）年會的“Plenary Scientific Session”環節，公佈了一項重磅研究，揭示了MPN中TP53突變白血病轉化的遺傳、細胞和分子景觀（大會摘要號：3）。本刊特邀請中國醫學科學院血液病醫院肖志堅教授對該項研究進行了精彩點評。
研究概述
為了描述TP53驅動轉化的腫瘤系統發育、細胞層次和分子特徵，研究者對來自35個供體和40個時間點（對照組、慢性期MPN、AML前和TP53突變sAML；圖a）的22116個造血幹細胞和祖細胞（HSPC）進行單細胞多組目標序列分析（PMID:33377019和30765193）。TARGET seq獨特地支援單細胞突變分析，具有平行轉錄組和細胞表面蛋白質組讀數的等位基因解析度。
（圖片源自發表文章）
研究結果發現，聚合克隆進化導致TP53野生型等位基因在轉化時完全丟失，包括在同一患者（n=4/14）和JAK2陰性進展（n=2/14）中單獨的TP53“多重打擊”亞克隆的平行進化。所有患者都存在由染色體異常（CAs）驅動的複雜克隆進化，很少觀察到沒有CAs的TP53多發性熱休克細胞。具有複發性CA的亞克隆，如單體7，顯示RAS相關轉錄上調，並在異種移植模型中優先擴增。總之，這些資料表明TP53錯義突變、TP53野生型等位基因缺失和細胞遺傳學進化是白血病幹細胞（LSC）擴增的共同需要。
sAML樣本的綜合轉錄組學分析（圖b）顯示了三個主要群體：1）以紅系特徵為特徵的TP53突變簇（圖c，例如KLF1、GATA1、GYPA），由於沒有病例顯示紅系白血病的診斷特徵，這是一個意外發現；2）一個LSC TP53突變體簇（圖d）；3）一個TP53-WT白血病前期簇（圖e）。LSC簇顯示關鍵幹細胞調節因子的失調，由此研究者得出一個獨立AML佇列中具有預後影響的48基因LSC新評分（HR=3.13；圖f）。重要的是，無論de novo 和sAML的TP53狀態如何，該評分都可以預測結果，表明其更廣泛的潛在臨床效用。
（圖片源自發表文章）
研究透過TARGET seq分析，能夠獨特地描述罕見的TP53-WT白血病前細胞（preLSCs）。透過體外長期和短期培養，與正常或MPN供體的HSC相比，來自sAML樣本的PreLSC在轉錄和功能水平上表現出更多的幹細胞特徵、更多的靜止狀態，以及異常的炎症訊號和分化缺陷（圖g）。這表明細胞外源性抑制殘餘TP53-WT造血。
（圖片源自發表文章）
對處於疾病發展不同階段的TP53雜合突變HSPC的縱向分析（圖a）表明，TP53“多重打擊”的LSC出現的異常炎症訊號（例如BST2、IFITM1、IFITM3），而不僅僅是TP53突變，可以預測隨後的轉化。在小鼠模型系統中，持續炎症刺激激發的TP53突變細胞在WT:TP53R172H/+嵌合體中獲得了平均3倍的競爭優勢。這表明來自腫瘤微環境的促炎症訊號促進了TP53突變細胞的適應性優勢，同時抑制先前克隆。
總之，該項研究對TP53介導的轉化的遺傳、細胞和分子景觀進行了全面的單細胞多組學分析，為慢性血液系統惡性腫瘤向侵襲性急性白血病的演變提供了獨特的見解（圖h）。由於TP53是人類癌症中最常見的突變基因，預計這些發現將與許多其他癌症型別具有更廣泛的相關性。
（圖片源自發表文章）
專家點評
MPN的結局之一是向急性髓系白血病（AML）轉化，比如說原發性骨髓纖維化，它的5年、10年、15年AML轉化的機率分別是10%、20%和40%。從慢性期到加速期、到急變期，它發展的基礎是怎樣的？今年ASH年會24個Best of ASH中MPN就佔3個。現在主要的趨勢就是做單細胞組學研究，單細胞組學包括了單細胞的基因組學、轉錄組學、蛋白質組學，還有一個關於MPN機制研究的新技術——單細胞的空間組學。這篇文章主要闡述了TP53在MPN的白血病轉化的演變過程中的作用。
研究透過收集了22116個慢性期、加速期、急變期不同時間點患者的骨髓透過流式分選出的幹祖細胞，然後透過單細胞的多組學：基因組學來研究基因突變，轉錄組學來研究細胞組群的表達譜系，細胞表面的蛋白質組學這三個方法，做了深入研究。
第一個工作是基因組學研究，在慢性期變成急變期時，TP53基因從雜合子突變演變為雙等位基因的突變，隨著白血病惡性克隆的出現，同時伴有染色體核型的異常，如-7等。這是整個演變過程中做的第一個工作所研究的內容。
第二個工作是轉錄組學的分析，發現從轉錄組學上來說有3組細胞群：第一群主要是TP53基因突變的白血病幹細胞(LSC)，第二群就是TP53基因突變的紅系細胞。第三組是TP53野生型的白血病前期細胞。在有TP53突變的白血病幹細胞細胞群裡找到48個表達異常的新基因，利用這些新基因建立了一個積分系統，這個積分系統能夠用來進行白血病（無論是否有TP53突變）的預後風險的評估，因此，這個研究的確有廣義的普適性。還有一個工作就是sAML樣本中PreLSC，這群細胞的乾性（stemness）增高，同時還需要腫瘤微環境的炎性訊號參與其惡性克隆的轉變過程。
這篇文章的主要意義：1.TP53是腫瘤裡參與疾病進展的關鍵因素，以MPN作為模型來研究TP53在疾病演變過程中的作用，解釋了這個突變能夠使疾病加速，但同時需要有雜合子變成雙等位基因的multi-hit，同時還伴有染色體核型的異常。2.sAML透過表達組學的分析，同時存在有異質性細胞群，依據其中PreLSC的異常表達基因提出了一個白血病預後積分系統，這個積分系統有望在臨床用來進行白血病的預後分組。3.腫瘤的發生不僅是本身基因突變決定的，還得有腫瘤微環境，在MPN裡，提出了單細胞的空間組學的研究方法，這個方法用來研究腫瘤的惡性克隆與微環境的相互作用。總體來說，現在透過單細胞、多維度的方法，揭示了腫瘤從單細胞水平的發生發展演變規律，對我們認識疾病找到相應的防治措施提供了一些新的線索。
專家簡介
肖志堅
主任醫師、教授、博士生導師中國醫學科學院血液病醫院（血液學研究所）副院所長
中國醫學科學院血液病醫院MDS診療中心主任病理中心主任
中華醫學會血液學分會副主任委員
中華醫學會血液學分會白血病淋巴瘤學組組長
主攻研究方向為髓系腫瘤，特別是骨髓增生異常綜合徵和骨髓增殖性腫瘤的發病分子機制和臨床診治新策略
獲“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、衛生部“有突出貢獻的中青年專家”、國務院“政府特貼專家”和“全國優秀科技工作者”等稱號
《中華血液學雜誌》、《國際輸血及血液學雜誌》和《白血病•淋巴瘤》雜誌副主編，《Blood Review》《Gene,Chromosomes and Cancer》等雜誌編委
