北京基因组所(国度生物信息中心)合作揭示细胞组成及DNA-5羟甲基化建饰可预测高危AML患者对阿扎胞苷结合化疗的医治响应
急性髓系白血病(AML)是一种常见的血液系统恶性癌症,其治愈率低、预后较差,5年生计率仅为30-35%, 且AML患者对药物医治的反映存在高度异质性。部门老年、复起事治的高危AML患者,不适合接受尺度剂量的诱导化疗。一项I期临床试验了局批注,利用DNA甲基化酶抑造剂阿扎胞苷(AZA)进行表观过问5天后,再使用高剂量阿糖胞苷结合米托蒽醌(HiDAC-Mito)进行医治,是一种有效且耐受性优良的医治规划。这种基于AZA表观过问的结合化疗规划(AZA-HiDAC-Mito疗法)在高危AML患者中的总响应率可达61%。只管如此,目前还不明显决定患者对医治产生响应的分子和细胞层面的机造。
6月5日,GA黄金甲(国度生物信息中心)韩大力钻研组结合美国芝加哥大学何川钻研组和Olatoyosi Odenike钻研组,在Advanced Science期刊在线颁发题为"Cellular Composition and 5hmC Signature Predict the Treatment Response of AML Patients to Azacitidine Combined with Chemotherapy"的钻研论文。该钻研通过对I期临床试验中接受AZA-HiDAC-Mito医治的AML患者的骨髓和表周血样本进行RNA-seq和Nano-hmC-Seal测序,绘造了AML病人接受AZA表观过问前后的转录和5hmC表观图谱,解析了患者对AZA结合化疗响应的分子和细胞基础,并筛选出可用于领导临床医治规划选择的生物标志物。
钻研人员通过对接受医治前的转录组数据进行分析,发现病人对医治的响应与多个共表白基因?橛泄,其中细胞周期有关转录法式的高表白与医治响应有关。结合公开的单细胞转录组数据进行反卷积分析,发现AML病人中高表白细胞周期有关转录法式的重要是粒细胞-单核细胞祖细胞样的恶性细胞(GMP-like),其相对丰度可预测对AZA-HiDAC-Mito医治的响应。相比之下,低表白细胞周期有关基因的造血干细胞样恶性细胞(HSC-like)更有可能在无应答患者中富集。对免疫细胞的反卷积分析则批注,较高的天然杀伤细胞(NK)水平与AZA-HiDAC-Mito疗法的响应有关。通过比力AZA表观过问前后的转录谱,发现AZA处置诱导上调了与NK细胞毒性有关的基因表白,批注AZA表观过问可能激活了NK细胞对恶性细胞进行杀伤。钻研人员通过结合公共的AML医治数据,进一步验证了NK细胞的水平与AZA医治疗效之间的关系。
此表,在表观层面上,AZA处置5天后部门基因的DNA 5hmC建饰水平产生了显著变动。接受高剂量AZA处置的病人,其基因组全局的5hmC建饰变动更为剧烈,出现出对AZA剂量的依赖性。有趣的是,AZA表观过问前后5hmC扭转越显著,则患者的预后越好。这批注,在将来也许能将AZA表观过问过程中的5hmC动态变动作为一种监测医治响应过程的伎俩。最后,通过使用XGBoost机械进建算法,钻研人员成立了预测模型,筛选出11个基因的DNA 5hmC建饰作为生物标志物,可用于精准预测接受AZA-HiDAC-Mito疗法的AML患者的医治成效。综上所述,本钻研阐释了AML的医治响应机造,并成立了可用于领导临床医治规划选择的预测模型,筛选出有效的DNA 5hmC生物标志物,为AML医治和耐药机造提供了理论基础。
该钻研由中美两国多家单元合作实现,GA黄金甲(国度生物信息中心)韩大力钻研员,美国芝加哥大学何川教授和芝加哥大学医学中心Olatoyosi Odenike教授为论文的共同通讯作者。GA黄金甲(国度生物信息中心)博士生梁广豪、王琳琛,以及何川团队游乾承博士和Olatoyosi Odenike团队的Kirk E. Cahill博士为论文共同第一作者。该钻研得到了国度天然科学基金、GA黄金甲国际合作项目等基金赞助。

细胞组分及5hmC特点预测AML病人对阿扎胞苷结合化疗的响应
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