在过去十年里,虽然对 CLL 肿瘤遗传学的研究不断深入,但这些研究大多是在欧洲血统的患者中进行的,少数族裔在研究中的代表性严重不足。鉴于非洲血统人群在基因组研究中的数据缺失,以及对不同血统 CLL 患者肿瘤遗传学差异的不了解,梅奥诊所(Mayo Clinic)等多个研究机构的研究人员决定开展一项研究,旨在揭示非洲血统和欧洲血统 CLL 患者在遗传和转录组特征上的差异,为后续更精准的诊疗提供依据。这项研究成果发表在了《Blood Cancer Journal》上。
研究人员为了完成这项研究,主要采用了以下关键技术方法:
样本采集与处理:从 597 名 CLL 患者(157 名 AA 和 440 名 EA)采集血液样本,通过主成分分析和基因型数据确定遗传血统,从病历中提取临床特征等信息。同时获取外周血单个核细胞(PBMC),并根据肿瘤细胞纯度分别进行 DNA 和 RNA 提取。
定制面板靶向 DNA 测序:对 59 个 CLL 潜在驱动基因的编码区域进行测序,检测突变情况,分析突变类型和数量。
RNA 测序(RNA-Seq):对部分 AA 和 EA CLL 患者进行 mRNA 测序,经生物信息学流程处理数据,分析差异表达基因和相关生物学通路。
端粒长度量化:先通过末端限制片段长度(TRF)测量端粒长度,后因该方法对 DNA 需求量大,采用定量 PCR(qPCR)法进行大样本量分析,并进行验证。
统计分析:运用多种统计方法,评估不同因素间的关联。
下面来详细看看研究结果:
基线研究人群特征:AA 和 EA CLL 患者诊断时的中位年龄相似,均为 61 岁。但 AA CLL 患者的 Rai 分期更低,未突变的免疫球蛋白重链可变区(u-IGHV)频率更高。
AA CLL 的遗传景观:在 AA CLL 患者中,最常见的突变基因是 NOTCH1(29%) ,而欧洲血统患者中则是 NOTCH1(16%)。总体上,AA CLL 患者的突变基因数量更多,但在 u-IGHV 状态的患者亚组中,两者相似。u-IGHV 的 AA CLL 患者中,多个驱动基因的突变率更高。
AA CLL 中的 DNA 损伤修复受损和端粒侵蚀增加:AA CLL 患者中与基因组稳定性和细胞 DNA 损伤反应相关的基因显著下调。AA CLL 患者的肿瘤细胞端粒长度比 EA CLL 患者更短,这种差异在 u-IGHV 和突变型 IGHV(m-IGHV)状态的患者中均存在,且在调整相关因素后,遗传血统与端粒侵蚀的关联仍然显著。
AA CLL 中的 NF-κB 信号通路激活:通过无偏通路富集分析,发现 AA CLL 患者中肿瘤坏死因子 -α(TNFα)通过 NF-κB 信号通路显著富集,且关键介质上调,表明该通路在 AA CLL 中被激活。
治疗后的 AA CLL 样本:对治疗后的 AA CLL 样本分析发现,TP53 是最常见的突变基因。治疗后的样本与未治疗样本的转录程序相似,但先前的治疗与端粒侵蚀增加有关。
在讨论部分,研究人员指出,这是首次描述非洲血统 CLL 患者白血病遗传和转录组特征的研究。AA CLL 的基因组复杂性更高,存在更多与 DNA 损伤修复相关的基因突变,端粒更短,NF-κB 信号通路激活,这些都表明 AA CLL 的基因组不稳定性更高。不过,该研究也存在一些局限性,比如 AA 队列样本采集距诊断的时间更长,样本量存在差异,且测序基因是基于欧洲血统患者研究确定的。未来需要进行全基因组测序,进一步研究非洲血统人群内部的异质性对 CLL 的影响。