整合流式分选和测序，重建从发育异常到AML的演变模式

niwanmao

急性髓性白血病 (AML) 的克隆演变早在诊断之前就开始了，并且是一个可能影响生存的高度动态过程。因此，有可能在每个患者中确定导致 AML 的遗传事件，这将有利于常规诊断检查。 然而，在没有单细胞测序的情况下，在 AML 发病时剖析白血病转化具有挑战性，而且大多数临床实验室没有常规进行单细胞研究的基础设施。

新诊断的 AML 患者无论其临床个体发育如何（即继发性 [sAML] vs 治疗相关 vs 新发 AML）都可能出现发育异常。如果这些残留的、成熟的发育异常细胞是在白血病转化之前的原始细胞，可以假设研究发育异常细胞和原始细胞的突变谱可以揭示从发育异常到AML的演变过程。 但这个假设从未被研究过。

Simoes C等人，整合了流式和NGS，基于348名AML患者，重建了从发育异常到 AML 的克隆演变。

在新发AML中，大部分都存在中性粒细胞、单核细胞、红细胞分化异常，如下图：



发育异常的出现频率大约82％（即285/348）。 中性粒细胞的表型异常更常见(45%)，其次是单核细胞 (32%) 和红系细胞 (23%)。研究中没有把巨核细胞分化纳入。186 名 (53%) 患者甚至存在多系发育不良。仅35 例 (10%) 病例没有发育异常的迹象，而其余 28 例 (8%) 由于大量原始细胞浸润而几乎无法检测到造血。



从21 名新诊断为 AML 的患者中分选出发育异常细胞和原始细胞，进行靶向测序，发现了三种演变模式（见下图，每位患者的T、N、M、E、B分别指T细胞、中性粒细胞、单核细胞、红系细胞、原始细胞），即稳定转化、分支演变、克隆演变：



稳定演变，指的是在原始细胞和发育不良细胞中存在相同突变谱；
分支演变，指的是原始细胞中不存在突变而只存在于发育不良细胞中，这说明原始细胞可能起源于白血病干细胞，而不是发育不良的细胞驱动；
克隆演变，指的是在原始细胞在与发育不良细胞相同突变的基础上出现了新的突变。

结合上面这21名患者结果，可见TP53 突变似乎驱动了患者#1、#2 和#3 的白血病发生。 相反，18 号患者的白血病转化与 STAG2 中的新突变相关，其背景为发育异常和白血病细胞中突变的 DNMT3A 和 TP53。 整体看下来，BCORL1、FLT3-ITD 和 PTPN11基本上出现在原始细胞中，并且都与 AML16-18 的预后不良有关，FLT3-ITD 是一个治疗靶点，PTPN11 可能会导致对新的靶向治疗产生耐药性。

值得注意的是，如果对整个骨髓样本而不是对分离的细胞进行单细胞测序，则可能会遗漏亚克隆突变。

在治疗后检测不到 MRD 的患者中，诊断时存在的大多数突变在诱导后变得检测不到。但有三名患者例外，一例是23号患者CD34+ HPC 中的 DNMT3A 突变（可能代表缓解后克隆性造血），一例是24号患者的红系细胞突变（可能代表诱导治疗后与 AML致病克隆无关的造血群体的扩张），另一例是27 号患者，在 CD34+ HPC 和中性粒细胞、单核细胞和红细胞谱系细胞中均存在突变的 IDH2 和 JAK2，其 VAF 与诊断时相似。 这些结果均反映了在流式无法检测到白血病细胞及其分化的子代时，单细胞分选后进行NGS检测可以降低假阴性发生率。




在持续性 MRD 患者中，诊断时出现的大多数突变是在诱导后检测到的，无论是在 MRD 以及中性粒细胞、单核细胞和红细胞谱系的细胞中。 这些结果可能有助于解释 MFC 在 MRD 评估期间可检测到的发育异常的存在，特别是在持续性 MRD 的患者中。有趣的是，在患者 #30（PHF6）和 #31（TET2）中，新获得的突变可能代表获得了产生治疗抗性的遗传特征，或者代表在诊断时隐藏的次要克隆的选择和扩增。



总之，Simoes C等的研究结果表明，流式+NGS的技术可以在大约 80% 的新诊断 AML 患者中确定白血病发生、白血病转化和耐药的遗传驱动因素的可能性，对于制定清除遗传多样性白血病克隆的定制治疗策略可能具有临床意义。

信源：Simoes C, Chillon MC, Martínez-Cuadrón D, et al. Integrated flow cytometry and sequencing to reconstruct evolutionary patterns from dysplasia to acute myeloid leukemia [published online ahead of print, 2022 Oct 14]. Blood Adv. 2022;bloodadvances.2022008141. doi:10.1182/bloodadvances.2022008141