單細胞測序便于分析癌細胞的異質性
越來越多的證據表明，克隆多樣性在治療耐藥和癌癥復發中起作用。只有更好地了解癌細胞的異質性，研究人員才能弄清癌癥如何發展以及哪種靶向治療方法的效果更佳。為此，MD 安德森癌癥中心的研究人員對 100 多名急性髓系白血?。ˋML）患者的樣本進行單細胞測序。
利用他們生成的單細胞數據，研究人員發現了往往同時存在的驅動突變以及相互排斥的突變，并開始梳理某些突變的進化史。通過一組縱向樣本，他們進一步觀察了克隆結構如何因不同的治療方法而改變，表明單細胞分析有望為治療決策提供依據。
共同通訊作者、MD 安德森癌癥中心白血病科的 Koichi Takahashi 表示：“到目前為止，AML 及其他癌癥并沒有真正通過單細胞 DNA 測序平臺來很好地鑒定。我們想了解 AML 的遺傳多樣性圖譜，而不僅僅是分析幾個病例，我們希望開展大型的隊列分析?！?/span>
Takahashi 領導的研究團隊利用 Mission Bio 公司的 Tapestri 單細胞測序平臺，分析了 123 名 AML 患者的 154 個骨髓單核細胞樣本。他們還通過傳統的大量細胞測序（bulk sequencing）來分析所有樣本，以便了解應該使用哪種靶向基因檢測板來進行單細胞測序分析。
他們總共對超過 73 萬個細胞進行了測序。在 31 個與癌癥相關的基因中，他們發現了 543 個體細胞突變，其中 98% 的突變經過了正交驗證。他們檢測到的最常見突變在 NPM1 基因中，其次是在 DNMT3A 和 NRAS 基因中。
研究人員發現，盡管在同一患者中發現了許多功能上冗余的突變，但這些改變往往是處于互斥克隆中。它們影響了受體酪氨酸激酶（RTK）/Ras GTPase（RAS）/MAP 激酶（MAPK）信號通路等。這些結果表明，細胞不需要兩個突變，或者當它們一起出現時，這些突變是有毒的，這暗示了潛在的治療方法。
他們還指出，大約一半 AML 患者的突變表現出線性的克隆進化（這是經典的癌癥發展模型），但另一半卻表現出分支克隆進化。Takahashi 補充說，他們已經知道分支克隆進化存在于癌癥和白血病中，但如今他們能夠更自信地重建它。
此外，研究人員還利用 Tapestri 平臺來同時分析十幾名患者的單細胞 DNA 和細胞表面蛋白。他們分析了基因型與表型之間的關聯，發現帶有 NPM1 或 IDH 突變的細胞往往表達較低水平的 CD34 和 HLA-DR，而帶有單個 TP53 突變的細胞具有 CD34+CD117 + 表型，帶有兩個 TP53 突變的細胞卻具有單核細胞免疫表型。
他們還拿到了十多名患者的縱向樣本，這樣就能分析其克隆結構如何隨著治療而改變。例如，一名患者在接受 FLT3 抑制劑治療期間，出現了與復發相關的帶有 FLT3 突變的亞克隆，表明正在進行克隆選擇。同樣，另一名患者在接受 FLT3 抑制劑和 IDH2 抑制劑治療期間，也表現出 NRAS、PTPN11、FLT2-ITD 和 IDH1 突變的克隆選擇。
Takahashi 表示：“這些信息在某種程度上也能通過縱向的大量細胞測序而獲得，但我認為單細胞數據便于細致地觀察每個克隆的動態，而這根本不可能通過大量細胞測序來實現?！?他未來打算評估單細胞測序是否可用于殘留病的監測。
利用他們生成的單細胞數據，研究人員發現了往往同時存在的驅動突變以及相互排斥的突變，并開始梳理某些突變的進化史。通過一組縱向樣本，他們進一步觀察了克隆結構如何因不同的治療方法而改變，表明單細胞分析有望為治療決策提供依據。
共同通訊作者、MD 安德森癌癥中心白血病科的 Koichi Takahashi 表示：“到目前為止，AML 及其他癌癥并沒有真正通過單細胞 DNA 測序平臺來很好地鑒定。我們想了解 AML 的遺傳多樣性圖譜，而不僅僅是分析幾個病例，我們希望開展大型的隊列分析?！?/span>
Takahashi 領導的研究團隊利用 Mission Bio 公司的 Tapestri 單細胞測序平臺，分析了 123 名 AML 患者的 154 個骨髓單核細胞樣本。他們還通過傳統的大量細胞測序（bulk sequencing）來分析所有樣本，以便了解應該使用哪種靶向基因檢測板來進行單細胞測序分析。
他們總共對超過 73 萬個細胞進行了測序。在 31 個與癌癥相關的基因中，他們發現了 543 個體細胞突變，其中 98% 的突變經過了正交驗證。他們檢測到的最常見突變在 NPM1 基因中，其次是在 DNMT3A 和 NRAS 基因中。
研究人員發現，盡管在同一患者中發現了許多功能上冗余的突變，但這些改變往往是處于互斥克隆中。它們影響了受體酪氨酸激酶（RTK）/Ras GTPase（RAS）/MAP 激酶（MAPK）信號通路等。這些結果表明，細胞不需要兩個突變，或者當它們一起出現時，這些突變是有毒的，這暗示了潛在的治療方法。
他們還指出，大約一半 AML 患者的突變表現出線性的克隆進化（這是經典的癌癥發展模型），但另一半卻表現出分支克隆進化。Takahashi 補充說，他們已經知道分支克隆進化存在于癌癥和白血病中，但如今他們能夠更自信地重建它。
此外，研究人員還利用 Tapestri 平臺來同時分析十幾名患者的單細胞 DNA 和細胞表面蛋白。他們分析了基因型與表型之間的關聯，發現帶有 NPM1 或 IDH 突變的細胞往往表達較低水平的 CD34 和 HLA-DR，而帶有單個 TP53 突變的細胞具有 CD34+CD117 + 表型，帶有兩個 TP53 突變的細胞卻具有單核細胞免疫表型。
他們還拿到了十多名患者的縱向樣本，這樣就能分析其克隆結構如何隨著治療而改變。例如，一名患者在接受 FLT3 抑制劑治療期間，出現了與復發相關的帶有 FLT3 突變的亞克隆，表明正在進行克隆選擇。同樣，另一名患者在接受 FLT3 抑制劑和 IDH2 抑制劑治療期間，也表現出 NRAS、PTPN11、FLT2-ITD 和 IDH1 突變的克隆選擇。
Takahashi 表示：“這些信息在某種程度上也能通過縱向的大量細胞測序而獲得，但我認為單細胞數據便于細致地觀察每個克隆的動態，而這根本不可能通過大量細胞測序來實現?！?他未來打算評估單細胞測序是否可用于殘留病的監測。
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