急性髓系白血病（AML）是一种侵袭性的血液系统恶性肿瘤，其中复杂核型AML（CK-AML）由于其显著的染色体异常和基因组不稳定性，成为预后最差的亚型之一。传统的治疗方法对CK-AML效果有限，患者生存率低。为了应对这一挑战，研究人员利用创新的单细胞多组学技术，深入解析了CK-AML中复杂的克隆演化过程，并识别出了潜在的治疗靶点。

 

#### 研究方法与发现

 

**单细胞多组学框架**

 

该研究采用了一种全面的单细胞多组学分析框架，结合了单细胞核小体占据测序（scNOVA）和细胞索引转录组及表位测序（CITE-seq），以获得每个细胞的基因组、转录组及表型数据。具体来说：

 

- **scNOVA**：通过Strand-seq技术精确捕捉染色体重排，并分析核小体占据以反映基因调控状态。

- **CITE-seq**：结合单细胞转录组测序与细胞表面蛋白定量分析，揭示克隆特异性基因表达与表面分子特征之间的关联。

 

**样本与数据分析**

 

研究团队分析了来自8名CK-AML患者的初诊样本和救治样本，以及5个患者来源的异种移植模型（PDX）和2个复发或难治性样本，共收集了542个细胞的Strand-seq数据和35,577个细胞的CITE-seq数据。此外，还使用了基因组光学图谱（OGM）与全基因组测序（WGS）来验证染色体变异分析结果。

 

#### 主要发现

 

1. **染色体重排的多样性与克隆异质性**：

   - 平均每个单细胞的染色体变异数量为18.9（标准差2.9），在某些极端病例如CK282中，平均每个细胞具有50.3个结构变异（标准差9.3），突显了极高的基因组不稳定性。

   - 染色体重排包括线性和环状的断裂-融合-桥循环、染色体碎裂等事件，这些复杂的重排不仅改变了基因组结构，还深刻影响了细胞的基因表达和功能状态。

 

2. **三种主要克隆演化模式**：

   - 单克隆（Monoclonal）、线性克隆（Linear）和分支多克隆（Branched Polyclonal）。在8个患者样本中，6个样本表现出线性或分支的多克隆演化模式，75%的样本存在多个亚克隆，反映了不同环境压力下的独立演化适应。

 

3. **潜在的治疗靶点**：

   - 例如，在CK349患者中，BCL2L1和MCL1基因在高变异负担的亚克隆中显著上调，提示这些亚克隆可能通过增强抗凋亡信号来逃避药物诱导的细胞死亡，从而在治疗过程中获得生长优势。这为开发新的靶向治疗策略提供了线索。

 

#### 结论与未来方向

 

这项研究通过单细胞多组学技术，首次从单细胞水平上详细解析了CK-AML的克隆演化过程，揭示了复杂的染色体重排如何促进克隆异质性，并识别出了一些可能的治疗靶点。这些发现不仅加深了我们对CK-AML生物学机制的理解，也为开发更精准、有效的靶向治疗手段铺平了道路。未来的研究将继续探索这些靶点的具体作用机制，并评估它们作为临床治疗目标的潜力。

 

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通过上述内容，我们可以看到单细胞多组学技术为理解复杂核型急性髓系白血病的克隆演化提供了前所未有的深度，同时也为改善这类患者的治疗前景带来了新的希望。