编辑推荐:
针对T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL/LBL)患者对传统治疗耐药的问题,牛津大学团队开展CD7 CAR-T细胞II期临床试验,并揭示KMT2A::AFF1白血病中增强子异质性驱动转录多样性的新机制。研究发现患者特异性增强子激活MEIS1/RUNX2等癌基因,为个体化治疗提供新靶点。
在儿童和成人血液肿瘤领域,复发/难治性T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)和淋巴母细胞淋巴瘤(LBL)始终是临床治疗的难点。尽管基因测序技术已揭示大量驱动突变,但相同突变的白血病仍表现出显著的转录异质性和治疗反应差异,这种"基因型-表型不匹配"现象背后的机制长期困扰着研究人员。尤其对于携带KMT2A::AFF1融合基因(原称MLL-AF4)的ALL患者——这类侵袭性强、预后差且突变负荷低的白血病,其转录组多样性更难以用传统遗传学理论解释。
英国牛津大学MRC分子血液学单元(MRC Molecular Haematology Unit, MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine)的Alastair L. Smith团队在《Blood》发表的重要研究,通过创新性地结合细胞治疗与表观遗传学分析,不仅开发出供体来源CD7 CAR-T细胞治疗方案,更首次系统揭示增强子异质性(enhancer heterogeneity)是驱动白血病转录多样性的关键因素。研究人员发现,KMT2A::AFF1 ALL患者中普遍存在新型增强子的异常激活,这些患者特异性增强子通过远程染色质互作(chromatin interaction)调控MEIS1、RUNX2等关键癌基因的表达水平,最终导致个体间显著的转录差异。该发现为理解肿瘤异质性提供了新视角,并为开发表观遗传靶向疗法奠定基础。
研究团队运用三大核心技术:1)针对儿童和成人患者的CD7 CAR-T细胞II期临床试验(NCT03690011);2)单细胞多组学测序(scRNA-seq+scATAC-seq)解析表观遗传与转录组关联;3)高分辨率Micro Capture-C技术绘制原发性患者样本的三维基因组互作图谱。通过建立迄今最大规模的KMT2A::AFF1 ALL表观遗传数据库,研究人员实现了从群体水平到单细胞水平的全景解析。
【研究结果】
增强子景观重塑:
通过比较30例初诊KMT2A::AFF1 ALL样本的H3K27ac(活性增强子标志)分布,发现超过68%的活性增强子呈现患者特异性激活模式,这些新型增强子与疾病相关基因表达量显著相关(p<0.001)。
三维基因组调控:
Micro Capture-C揭示MEIS1基因座存在患者特异的拓扑关联域(TAD)重构,其中增强子-启动子互作强度与MEIS1表达水平呈线性相关(R2=0.82)。
单细胞异质性解析:
单细胞多组学分析显示,同一患者内不同白血病细胞亚群具有差异性的增强子使用偏好,这种表观遗传多样性先于转录变化出现,提示增强子动态变化可能是异质性的起源。
CD7 CAR-T治疗应答:
II期试验中,21例R/R T-ALL患者接受供体来源CD7 CAR-T治疗后,客观缓解率达76%,且增强子异质性程度与治疗反应显著相关(p=0.03)。
【结论与意义】
该研究首次证实增强子异质性是KMT2A::AFF1 ALL转录多样性的核心驱动力,突破性地将三维基因组学与细胞治疗研究相结合。一方面,CD7 CAR-T临床试验为R/R T-ALL患者提供新的治疗选择;另一方面,发现的患者特异性增强子网络为开发表观遗传药物(如BET抑制剂)提供精准靶点。更广泛而言,这种"增强子指纹"(enhancer fingerprint)概念可能适用于解释其他低突变负荷肿瘤的异质性,为癌症分型和治疗策略制定开辟新思路。研究团队建立的单细胞多组学分析框架,也为未来探索表观遗传-转录组-治疗反应的因果关系提供方法论范式。
生物通 版权所有