TP53等位基因状态在治疗相关髓系肿瘤发病机制中的作用：从克隆造血到白血病转化的机制解析

本研究针对TP53突变等位基因状态（单等位基因 vs. 双等位基因）在治疗相关髓系肿瘤（t-AML/MDS）发病机制中的关键作用这一争议性问题，开发了新型可控小鼠模型。研究发现，双等位基因Trp53突变导致基因组不稳定和白血病转化，而单等位基因突变仅增强克隆适应性；同时证实MDM2过表达等非突变性p53失活可模拟双等位基因突变效应。该研究为TP53突变t-MN的分子分型和临床干预提供了重要理论依据。

当癌症患者在接受化疗或放疗后，最令人担忧的并发症之一就是可能发展为治疗相关的髓系肿瘤（therapy-related myeloid neoplasms, t-MNs），包括急性髓系白血病（AML）和骨髓增生异常肿瘤（MDS）。这类疾病通常预后极差，而TP53基因的突变在其中扮演了关键角色。TP53是人类癌症中最常发生突变的基因，编码着名的肿瘤抑制蛋白p53。在治疗相关髓系肿瘤中，TP53突变的发生率高达40%以上，远高于原发AML/MDS的5%。

特别令人困惑的是，许多患者在癌症治疗前就已经存在TP53突变的克隆造血（clonal hematopoiesis, CH），这是一种血液系统的癌前状态。当这些患者接受DNA损伤性治疗（如化疗或放疗）时，带有TP53突变的造血干细胞和祖细胞（HSPCs）会获得生长优势，但具体如何从这种癌前状态发展为完全的白血病，尤其是TP53基因的等位基因状态（单等位基因突变还是双等位基因突变）在这一过程中起什么作用，长期以来存在争议。临床研究表明，双等位基因TP53失活与复杂的核型特征和不良预后密切相关，但不同研究结果存在矛盾，导致世界卫生组织（WHO）和国际共识分类（ICC）在TP53等位基因状态的临床意义认定上存在差异。

为了解决这一难题，瑞士苏黎世大学医院的研究团队在《Leukemia》杂志上发表了他们的最新研究成果。他们开发了新颖的小鼠模型，首次成功模拟了从TP53突变克隆造血到治疗相关髓系肿瘤的完整发病过程，深入揭示了不同TP53等位基因状态在白血病转化中的独特作用。

研究人员主要采用了条件性基因编辑小鼠模型、体外造血祖细胞培养系统、流式细胞术分析、全基因组测序以及转录组分析等关键技术方法。他们使用了Trp53-fl-R245W-GFP基因敲入小鼠，通过与SCL-CreERT小鼠杂交，实现了对他莫昔芬诱导的、造血系统特异性的Trp53突变的可控表达。同时，他们建立了ER-Hoxb8条件性永生化造血祖细胞系，用于体外研究DNA损伤应答和转化潜能。

生成新型Trp53突变克隆造血的体内外模型

研究团队首先建立了研究Trp53突变克隆造血的体外和体内模型。体外方面，他们从携带单或双等位基因Trp53-fl-R245W-GFP等位基因的小鼠中分离骨髓细胞，通过雌激素受体驱动的同源框B8（ER-Hoxb8）表达条件性永生化这些造血干细胞和祖细胞，并引入多西环素诱导的Cre重组酶。获得的粒细胞-巨噬细胞祖细胞样造血干细胞系具有可诱导的Trp53突变、可逆永生化等特点。体内方面，研究人员将Trp53-fl-R245W-GFP小鼠与SCL-CreERT品系杂交，实现了他莫昔芬诱导的、造血细胞中Trp53突变的可控表达，能够在单个小鼠内直接比较三种Trp53等位基因状态。

等位基因特异性效应：单或双等位基因Trp53突变对p53功能和克隆适应性的影响

研究人员首先评估了单或双等位基因Trp53突变对p53介导的DNA损伤应答的影响。结果表明，双等位基因Trp53突变导致p21表达完全丧失，细胞周期G1期阻滞缺陷，以及凋亡抵抗，而单等位基因突变仅部分削弱这些功能。在竞争性生长实验中，两种突变型细胞都比野生型细胞具有生长优势，但在体内亚致死剂量γ照射后，双等位基因Trp53突变细胞的克隆扩张能力显著强于单等位基因突变细胞。

双等位基因而非单等位基因Trp53突变导致基因组不稳定

由于复杂核型异常是TP53突变髓系肿瘤的标志，研究人员考察了Trp53等位基因状态对DNA损伤后基因组完整性的影响。他们发现，在依托泊苷处理后，双等位基因Trp53突变细胞中γH2AX标志的DNA双链断裂持续存在，而单等位基因突变细胞能有效修复损伤。全基因组测序分析进一步显示，经过多轮依托泊苷处理后，双等位基因Trp53突变细胞克隆中出现大量大规模拷贝数变异，而单等位基因突变细胞则保持基因组稳定。

双等位基因Trp53突变是恶性转化的必要条件

研究人员接下来考察了双等位基因Trp53突变带来的基因组不稳定性是否增强其恶性转化潜能。在体外实验中，他们利用ER-Hoxb8细胞的可逆永生化特性，发现只有双等位基因Trp53突变细胞在依托泊苷处理后能够获得β-雌二醇非依赖性生长能力，表现出白血病转化特征。体内实验显示，接受γ照射的双等位基因Trp53突变小鼠迅速发展为急性红系白血病，且白血病细胞均发生了野生型等位基因的丢失（丧失杂合性）。值得注意的是，即使是初始为单等位基因Trp53突变的小鼠，其发展为白血病时也均发生了野生型等位基因的丢失。

单或双等位基因Trp53突变在癌前HSPCs和AML原始细胞中的转录后果

转录组分析表明，单和双等位基因Trp53突变均导致p53通路基因下调，且这种下调是定量而非定性的——双等位基因突变引起更彻底的p53靶基因表达丧失。同时，两种突变都上调了红系分化相关基因，这解释了小鼠模型中一致出现的红系白血病表型。重要的是，在白血病原始细胞中，c-myc通路被强烈激活，而炎症信号则被抑制。

MDM2过导致的非突变性p53失活模拟双等位基因Trp53突变

为了解释临床上存在单等位基因TP53突变但具有双等位基因突变特征的患者，研究人员假设非突变性p53失活可能参与这一过程。他们在单等位基因Trp53突变的细胞中过表达MDM2（p53的主要负调控因子），发现这能模拟双等位基因Trp53突变的表现，包括p53靶基因表达下调、基因组不稳定性增加以及体外转化潜能增强。重要的是，这些转化细胞仍保留野生型Trp53等位基因，且对MDM2抑制剂nutlin-3a敏感。

研究结论和讨论部分强调，这项工作首次建立了能够重现从TP53突变克隆造血到治疗相关髓系肿瘤完整发病过程的小鼠模型。研究明确证实，双等位基因TP53失活是白血病转化的必要条件，而单等位基因突变仅提供克隆适应性优势。转录组分析表明，不同等位基因状态的影响主要是p53转录活性的定量差异，而非特定基因集的定性改变。此外，研究提出了非突变性p53失活（如MDM2过表达）作为临床上单等位基因TP53突变病例表现出双等位基因突变特征的潜在机制。

这些发现具有重要的临床意义，支持将双等位基因TP53突变AML/MDS视为一个独立的临床实体，并为改善患者分层和治疗策略提供了理论基础。特别是，对于保留野生型TP53等位基因但存在p53通路非突变性失活的患者，MDM2抑制剂可能具有治疗价值。该研究不仅解决了TP53等位基因状态在白血病发生中作用的长期争议，而且为预防和治疗这一常规抗癌疗法带来的毁灭性并发症提供了新的研究方向。