Droplet-MT 实现万细胞级甲基化-转录组联测，解析人类造血克隆组织

急性髓系白血病（AML）等髓系肿瘤的演进本质上是一个克隆过程：突变在自我更新的造血干细胞中序贯累积，形成化疗难以清除的白血病前克隆储库 ^[2]；对原发与复发配对样本的测序进一步显示，复发或由 founding clone 直接获得新突变演化而来，或由其存活的亚克隆扩增而来，且在所有病例中化疗都未能根除 founding clone ^[3]；而 AML 基因组中的多数突变其实早在起始事件之前就已作为随机事件存在于造血干祖细胞中，随克隆扩张被“捕获” ^[4]。从 CHIP 到 MDS 再到继发 AML，克隆结构与其临床意义已有较清晰的遗传学图景 ^[1]。然而，要在单细胞层面把克隆归属与分子状态直接挂钩，始终缺乏可规模化的联合测量手段：人体内克隆动态的纵向追踪依赖基因治疗中慢病毒整合位点这类外源性条形码标记 ^[6]，而并行单细胞甲基化与转录组测序方法虽已建立（如 scM&T-seq），通量仅在数十个细胞的量级 ^[5]。

本期预印本中，作者开发了 Droplet-MT 及配套计算流程，实现每个文库约 10,000 个细胞的转录组与甲基化组联合测定。其克隆重建策略另辟蹊径：利用高覆盖甲基化组中的表观突变，在无需体细胞突变的情况下完成克隆结构重建；再通过基于参考克隆的标签转移，仅需约 0.2% 的 CpG 覆盖即可把细胞指派到已建立的克隆，从而大幅降低测序成本；对克隆内细胞聚合计数还能回溯体细胞变异注释，省去额外的单细胞基因分型。作者在健康人外周血和 AML 纵向样本中获得约 21,000 对配对图谱，解析出输出谱系高度异质的小克隆与扩张克隆；在白血病中，该框架将恶性克隆丰度变化、持续存在克隆内部的状态重塑以及健康多克隆造血的恢复区分开来，并发现恶性单核细胞尽管经历了治疗相关的重塑，仍在转录和表观遗传层面保持与健康及恢复相关细胞的明显区别。

相对以往的认识，这项工作的推进主要在于把既往主要由基因定义的克隆动态 ^[3,4] 与单细胞分辨的分子状态耦合到了同一测量中，可以在同一个持续存在的克隆内部直接观察治疗前后的状态重塑，而不只是推断“哪些克隆活了下来”；与依赖外源条形码的体内追踪 ^[6] 相比，基于内源性表观突变的策略不要求基因治疗标记，可适用于常规临床样本；与早期低通量的联合测序 ^[5] 相比，通量扩展到了文库万级细胞，并在 AML 中区分了克隆消长与细胞状态改变两个不同维度的变化。

作为局限，低覆盖模式下的标签转移依赖于先建立的高覆盖参考克隆，表观突变克隆重建的稳定性还有待在更多样本和组织类型中检验；恶性单核细胞在治疗后为何仍维持独特的分子身份、这种持续区分与耐药复发之间的关系，也是本研究观察到了但尚未解决的问题。