由马萨诸塞州总医院(MGH)和布罗德研究所(Broad Institute)的科学家领导的一个研究小组收集了急性髓系白血病(AML)患者骨髓细胞的详细图谱。急性髓系白血病是一种侵袭性血癌，通常在确诊后5年内死亡。在发表在《细胞》(Cell)杂志上的这项研究中，研究小组利用先进技术，详细描述了AML患者和健康捐赠者的数千个骨髓细胞中的基因突变和基因表达。他们的结果揭示了与白细胞正常发育阶段相似的特定肿瘤细胞类型，也显示了分化程度更高的肿瘤细胞在抑制抗肿瘤免疫反应方面的作用。
“急性髓系白血病的特点是异常白细胞的积累在病人的骨髓和血液,已经知道了几十年,该疾病由多种细胞类型,像正常血细胞的发育阶段,“论文co-first作者彼得说范盖伦Broad研究所的表观基因组学计划,MGH病理学和癌症研究中心(CCR)。
该研究的共同主要作者沃尔克·霍维斯塔德(Volker Hovestadt)也是表态学项目、MGH病理学和CCR的成员。这种方法提供了对不同类型的癌细胞以及它们如何促进疾病进展的全面了解。
研究人员使用单细胞RNA测序全面检测了16例AML患者和5例健康对照组骨髓细胞中的基因表达情况，并采用一种新的策略来确定哪些细胞存在AML特有的突变。然后，该团队实施了一种机器学习算法，以区分恶性AML细胞与肿瘤生态系统中的正常细胞。他们发现，AML细胞可以根据其与血细胞发育的六个阶段的相似性进行分类。此外，在肿瘤细胞中发现的特异性突变可以控制所反映的发育阶段，也可以诱导异常的基因活性和细胞分化模式。
与早期发育阶段相似的AML细胞——通常称为白血病干细胞——已知会导致疾病进展和复发;正如预期的那样，表达与原始发育阶段相关基因的AML细胞在临床效果不佳的患者中表现突出。但研究人员也发现，更多分化的AML细胞(此前未被认为在肿瘤进展中发挥作用)可以抑制微环境中T细胞的功能，抑制对肿瘤的潜在免疫反应。
van Galen说:“现在很清楚的是，基因突变可以驱动不同类型的癌细胞，而这些癌细胞需要精确的治疗方法进行针对性的治疗，因此我们的研究结果可以指导个性化的治疗方法来根除AML细胞。”“利用T细胞的免疫疗法在AML中不太成功，我们的发现表明，通过克服来自分化肿瘤细胞的抑制信号，它们的疗效可能会提高。”最后，更好地理解白血病干细胞中发育基因的异常调节，可能为这种疾病的起源提供基本的见解。
资深作者、Broad研究所成员和表观基因组学项目负责人布拉德利·伯恩斯坦MGH病理学和CCR,补充说,“这项研究不可能一直没有一个令人难以置信的跨学科团队的癌症生物学家、临床医生、技术员和计算科学家MGH,哈佛大学路德维格中心广泛研究所和丹娜-法伯癌症研究所。这项合作将增进我们对癌症细胞生物学的理解，有可能显著改善治疗癌症患者的疗法。
这项研究得到了美国国立卫生研究院、美国国家癌症研究所、美国国家人类基因组研究所、哈佛大学路德维希中心等机构的支持。
