骨髓增殖性肿瘤患者循环造血干祖细胞图谱揭示骨髓纤维化特征
Circulating hematopoietic stem and progenitor cells in myeloproliferative neoplasms
研究团队分析了109名骨髓增殖性肿瘤患者的564,147个循环造血干祖细胞,并结合体细胞突变分析刻画疾病相关转录状态。骨髓纤维化表现为淋巴系祖细胞耗竭、红系和巨核系祖细胞富集,基于定量读出的分类器可区分MF、PV、ET、骨髓发育异常综合征及血细胞减少,并对4名PV/ET患者中的3名在有记录进展前数月至数年提示较高骨髓纤维化概率。这些结果为骨髓纤维化的无创诊断、监测和风险分层提供了基础。
骨髓增殖性肿瘤(MPN)是一组以异常造血增殖和向白血病转化倾向为特征的克隆性疾病,JAK2 V617F、CALR、MPL等驱动突变通过靶向测序已被系统刻画,且突变负荷与克隆演化、临床结局密切相关[2];系统发生分析进一步显示,驱动突变可在生命极早期获得,从JAK2 V617F出现到确诊平均潜伏约30年[3]。然而在这一漫长过程中,作为MPN谱系最凶险终点的骨髓纤维化(MF),其诊断和监测至今仍依赖骨髓活检,而骨髓增殖性肿瘤继发急性白血病一旦发生预后极差,异基因移植之外缺乏有效手段[1]。单细胞技术虽然已揭示MF中巨核细胞偏倚造血及突变克隆特异的分子特征[5],健康人造血干细胞的转录景观图谱也已相当完善[4,6],但这些都基于骨髓样本,侵入性取样的瓶颈始终没有解决,卡在“如何用外周血实现无创、定量的疾病评估”这一步。
这项研究正是针对这一瓶颈,对109例MPN患者共564,147个循环造血干祖细胞(cHSPC)进行了单细胞转录谱分析,并结合体细胞突变检测。关键发现是,包括MF在内的MPN cHSPC均可映射到健康参考的转录状态框架上,从而把疾病定量为相对于正常状态的组成与基因程序偏移:MF的特征是淋巴系祖细胞减少伴红系和巨核系祖细胞富集。在这个保守的框架内,作者区分了克隆内在与系统性效应——一个内在的MPN特征随JAK2/CALR/MPL突变负荷递增,并可被体外急性血小板生成素刺激部分重现;单细胞比例随JAK2 V617F负荷升高的干扰素-γ应答;而I型干扰素、MHC II类和细胞周期程序则呈现跨区室的广泛外在效应。MF中髓系限制细胞进入循环这一公认现象,在此被分解为可量化的指标:巨核系祖细胞频率、细胞周期与循环特征,以及外周血与骨髓组成差异的可测量坍缩。
相对于既往认识,这项工作的推进在于把骨髓内的疾病信息“搬”到了外周血:以往的巨核细胞偏倚造血是在骨髓CD34+细胞中定义的[5],健康参考图谱也是以骨髓为基础[4,6],而本研究证明循环细胞本身即可承载可定量的疾病信号,并据此构建分类器,能区分MF与真性红细胞增多症、原发性血小板增多症、骨髓增生异常综合征及血细胞减少症。更重要的是,在4例PV/ET患者中有3例在明确进展记录前数月至数年被赋予高MF概率,提示其可能支持前瞻的进展预警,而非仅是横断面诊断。该团队此前建立的循环HSPC参考模型已报道可支持细胞减少症和MDS的无创诊断[7],并与同期另一项基于外周血单细胞与基因组分析实现MPN诊断和风险分层的独立研究相互呼应[8],说明外周血cHSPC定量正成为该领域的活跃方向。
需要指出的是,这是一篇预印本,结论尚待同行评审验证;进展预警仅基于4例PV/ET患者的回顾性观察,样本有限;cHSPC检测进入常规临床诊断、监测和风险分层之前,其在前瞻队列中的性能、重复性以及与现有骨髓标准的系统性比对仍有待解决。
- 1.Leukemia secondary to myeloproliferative neoplasms · Blood 2020
- 2.Clonal evolution and clinical correlates of somatic mutations in myeloproliferative neoplasms · Blood 2014
- 3.Life histories of myeloproliferative neoplasms inferred from phylogenies · Nature 2022
- 4.A comprehensive single cell transcriptional landscape of human hematopoietic progenitors · Nat Commun 2019
- 5.Single-Cell Analyses Reveal Megakaryocyte-Biased Hematopoiesis in Myelofibrosis and Identify Mutant Clone-Specific Targets · Mol Cell 2020
- 6.An immunophenotype-coupled transcriptomic atlas of human hematopoietic progenitors · Nat Immunol 2024
- 7.A reference model of circulating hematopoietic stem cells ... · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 8.Peripheral blood-based single-cell and genomic profiling ... · sciencedirect.com 2026
- 9.Circulating hematopoietic stem and progenitor cells in myeloproliferative neoplasms · 原文 2026
大规模循环造血干祖细胞图谱把骨髓纤维化的组成与基因程序异常转化为可量化读出,为无创分型和进展预警提供方法基础。
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org
