Nicotinamide riboside/Pterostilbene

撰文 | 郑诗蔚    责编 | 周叶斌 T 细胞谱系急性淋巴细胞白血病（T-lineage ALL）来源于 T 细胞前体的克隆性扩增，如今尽管化疗方案的进步提高了儿童患者的生存率，但复发或耐药病例的预后仍不理想。根据免疫表型，T细胞谱系 ALL可以被细分为处在不同分化阶段的亚型，依次从最具干细胞特性到最具 T 细胞谱系特征，分为谱系不明确的急性白血病（T/My-MPAL）、早期 T 细胞前体 ALL（ETP-ALL）和 T 细胞 ALL。然而，ALL的分子亚型往往能够跨越免疫表型定义的边界，而且ALL细胞的分化状态与治疗反应密切相关。这说明我们需要更精准的策略来表征 T 系 ALL 的分化状态，从而识别针对个体患者最有效的治疗靶点。 近日，由多伦多大学 Soheil Jahangiri 和 Anastasia N. Tikhonova 带领的课题组在 Science Translational Medicine 发表题为 An inflammatory state defines a high-­ risk T-­ lineage acute lymphoblastic leukemia subgroup 的文章，运用多组学全面解析 T 系 ALL 的发育状态及肿瘤异质性的研究成果。 作者使用 CITE-seq、TCR-seq 和单细胞转录组分析对儿童和成人患者的骨髓及血液样本进行研究，并与健康供体进行比较，以探讨 T 系 ALL 的异质性。SCENIC 分析鉴定了异常的转录因子活性，而整合的 scRNA-seq 数据集和 Symphony 映射显示，T 系ALL 的转录特征与造血和胸腺前体细胞相似。CITE-seq 分析进一步根据谱系标志物区分了白血病细胞和非白血病细胞。最终，结合多细胞组学分析和流式细胞术，研究确定了 8 个白血病细胞簇和 5 个非白血病细胞簇，其中健康供体样本富集于非白血病细胞簇。 尽管其免疫表型或基因特征相似，T 系ALL表现出的显著分子异质性，能大幅度影响治疗反应。作者随后对上述白血病细胞进行无偏聚类分析，揭示了 T-ALL 与 ETP-ALL/T/My-MPAL 之间存在不同的基因表达模式，包括转录因子活性和细胞周期调控的差异。基因共表达模块分析鉴定了 22 个功能模块，其中 T-ALL 富集了与 TCR 信号传导和细胞增殖相关的“常规”模块，而 ETP-ALL/T/My-MPAL 则表现出与免疫应答和早期分化停滞相关的“炎症”模块。层次聚类进一步将 T 细胞谱系 ALL 按照转录相似性而非免疫表型分为常规和炎症两个亚型。 22个基因表达模块在各样本中的表达，及常规和炎症性亚型的划分 作者还发现，炎症性 T系ALL 在转录上类似于停滞在早期 T 细胞发育阶段的细胞，主要映射到造血干/祖细胞（HSPC）、早期胸腺祖细胞（ETP）和浆细胞样树突细胞（pDC），而常规 T-ALL 显示出更异质的分化状态。此外，炎症性基因模块的激活与未成熟的分化状态相关，并且 HSPC、ETP 和 pDC 映射的白血病细胞表现出干扰素活性模块的富集以及 IRF5 活性的升高，表明IRF5与炎症状态之间存在关联。用IRF5的六个规管子IRF5，MEF2C，LAT2，MCTP2，PRSS57和ARRB1对T细胞谱系ALL细胞进行打分，不仅能区分炎症性和常规性白血病样本，还与炎症基因模块活性及 HSPC 映射频率呈正相关，说明使用IRF5活性可被用作炎症性 T 系ALL的潜在标志。 划分为常规和炎症性亚型的白血病细胞以及其IRF5的活性状态 IRF5活性与各个基因表达模块的关联 作者接下来重点分析了AALL0434 儿童 T-ALL 数据集，先用 k-means 聚类分析，根据 IRF5 规管子活动将患者分类为炎症状态（IRF5HIGH）和常规状态（IRF5LOW），并确定 38.7% 的患者属于炎症状态，其中包括大多数 ETP-ALL 病例。炎症状态（IRF5HIGH）样本表现出强烈的 IRF5 规管子活性、炎症基因表达的富集、IL-1 信号通路的激活以及 ETP 样分子亚型，而常规状态（IRF5LOW）样本则显示与后期 T 细胞发育和细胞周期通路相关基因的上调。此外，炎症样本与 WT1 和 EZH2 突变相关，这些突变在前人研究中已被发现与炎症过程有关，而常规样本则富含 CDKN2A 突变，突显出由 IRF5 规管子活性驱动的不同分子特征。炎症状态（IRF5HIGH）患者的无事件生存期（EFS）显著较差，但整体生存期（OS）无明显差异，即使在排除 ETP-ALL 病例后，该趋势仍然显著。此外，较高的 IRF5 评分与较差的治疗反应相关，包括第 29 天的微小残留病（MRD）水平升高以及诱导失败率增加，表明炎症与治疗耐受性之间存在关联。在两个独立队列的验证结果证实，高 IRF5 规管子评分与高 MRD 和较差预后相关，进一步加强了炎症性 T 系ALL与不良预后的关联性。 处于炎症状态与常规状态患者的生存期对比 对患者来源的异种移植（PDX）样本进行的体外药物敏感性测试表明，炎症性和常规 T 系ALL对 l-天冬酰胺酶、长春新碱和阿霉素的反应无显著差异，但炎症性样本对地塞米松持续表现出耐药性。炎症性 T 系ALL对地塞米松更强的耐药性，可能是导致这些患者较高的微小残留病（MRD）的原因。作者还发现炎症性 T 系ALL样本中 BCL-2 表达水平升高，并进一步证实这类ALL对 BCL-2 抑制剂 venetoclax 高度敏感。炎症性 T-ALL 样本及 IRF5 高表达的细胞系在体外实验中对 venetoclax 反应良好，且临床前 PDX 模型显示 venetoclax 治疗可减少外周血、骨髓和脾脏中的白血病细胞负荷。这些研究结果表明，炎症性 T 系白血病对地塞米松不敏感，但对 venetoclax 具有高度敏感性，BCL-2 抑制可能成为一种潜在的治疗策略。 炎症性T- ALL对Venetoclax反应良好 综上，本研究确定了一种炎症状态作为高风险 T 系白血病（T-ALL）亚群的标志性特征。通过利用多组学技术和基于 IRF5 的基因特征，研究人员深入揭示了 T 系ALL的生物学特性，并鉴定出一个具有独特治疗脆弱性的临床相关亚群。这些发现对精准医学和针对这种侵袭性白血病的靶向治疗开发具有重要意义。研究最终得出结论：炎症状态并不体现在免疫表型上。这些发现强调了 IRF5 规管子评分作为 T 系白血病患者风险分层和治疗决策重要工具的潜在价值。 撰文 责编 制作 排版 | Sheila   校对 | uu 延伸阅读 儿童T细胞急性淋巴细胞白血病的多组学分析 史上最大队列！儿童急性淋巴细胞白血病全基因组及基因表达图谱发表 *本文由深圳市拾玉儿童公益基金会“儿童肿瘤前沿”团队编译或约稿，文中图表均源引自文献原文。本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。如需转载，请留言或联系shiyu@curekids.cn。本文旨在分享儿童肿瘤科研前沿成果，不是治疗方案推荐。如需获得疾病治疗方案指导，请前往正规医院就诊。 ▼滑动查看更多▼ 原文摘要（Abstract） T-lineage acute lymphoblastic leukemia (ALL) is an aggressive cancer comprising diverse subtypes that are challenging to stratify using conventional immunophenotyping. To gain insights into subset-specific therapeutic vulnerabilities, we performed an integrative multiomics analysis of bone marrow samples from newly diagnosed T cell ALL, early T cell precursor ALL, and T/myeloid mixed phenotype acute leukemia. Leveraging cellular indexing of transcriptomes and epitopes in conjunction with T cell receptor sequencing, we identified a subset of patient samples characterized by activation of inflammatory and stem gene programs. These inflammatory T-lineage samples exhibited distinct biological features compared with other T-lineage ALL samples, including the production of proinflammatory cytokines, prevalence of mutations affecting cytokine signaling and chromatin remodeling, an altered immune microenvironment, and poor treatment responses. Moreover, we found that, although inflammatory T-lineage ALL samples were less sensitive to dexamethasone, they exhibited unique sensitivity to a BCL-2 inhibitor, venetoclax. To facilitate classification of patients with T-lineage ALL, we developed a computational inflammatory gene signature scoring system, which stratified patients and was associated with disease prognosis in three additional patient cohorts. By identifying a high-risk T-lineage ALL subtype on the basis of an inflammatory score, our study provides a framework for targeted therapeutic approaches for these challenging-to-treat cancers. DOI: 110.1126/scitranslmed.adr2012 👇点击此处，直达原文

本文转自测序中国公众号 一名7岁罕见病患者，症状为进行性肌无力，肌酸激酶增高，既往各种遗传检测均显示阴性结果。通过全基因组测序（WGS）和转录组测序（RNA-seq）分析，在该患者肌病相关基因和常染色体隐性遗传基因中发现了127个非编码区变异，其中86个变异可以进行剪接识别。此外，在患者的LMNA基因内含子区域发现一个新发26bp深度缺失，导致6号内含子滞留。LMNA基因与多种肌病相关，这些疾病与该患者的表型一致[1]。 这只是测序技术帮助罕见病患者实现精准诊疗的众多案例中的一个。 罕见病由于发病率极低，且临床表现复杂多样，通常诊断困难。传统的临床诊断方法不仅耗时费力，且准确性较低。测序技术作为精准医学的核心支柱，为罕见病的精准诊疗带来了革命性改变，使人们对罕见病分子机制的认知达到了前所未有的深度。基于WGS、RNA-seq等测序技术，研究人员不仅可以提高罕见病的诊断效率和准确性，还能鉴别疾病亚型，指导个性化治疗和预后评估，并推动药物研发进展。 罕见病诊断中的测序策略 上述案例中使用了WGS和RNA-seq，是罕见病诊疗中常用的测序策略，此外还包括全外显子测序（WES）、靶向测序、单细胞测序等。不同测序策略的靶标区域、类型和适用场景各不相同，本文将着重探讨WGS和RNA-seq在罕见病诊疗中的应用。 01 WES：有效诊断罕见病，但仍存在局限性 WES是对编码序列的外显子区域进行测序，是临床中应用较多的罕见病诊断手段，在已知致病基因变异和新致病基因挖掘方面均发挥着重要作用。目前WES的平均罕见病诊断率约在25%-50%[2]。但WES很难检测结构变异（SV）、重复扩增和深度内含子区变异等，导致很多通过其他方法诊断（肌肉活检、代谢检测等）的案例无法得到明确分子诊断。 02 WGS：提高罕见病诊断率，做为一线检测具成本效益 理论上，WGS能够检测基因组的所有潜在变异，包括单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失（Indel）和SV。基于目前的回顾性研究分析，WGS的诊断率在19.1%-68.3%之间[3]。一项荟萃分析显示，在罕见病患者的基因检测中，WGS诊断率比WES高1.2倍，WGS发现了更多的新基因，且临床效用高于WES[4]。 2021年10月，BMJ期刊报道了第一次在国民医疗服务体系（NHS）中验证WGS的罕见病诊断有效性的结果[5]。通过对疑似线粒体疾病患者的外周血DNA进行WGS分析（Illumina TruSeq、HiSeq 2500和HiSeq X），31%获得了明确或可能的基因诊断，证实WGS在疑似线粒体病患者中是一种有用的诊断方法。 图：NHS研究分析概述和诊断信息。来源：BMJ 英国国家医疗系统13,037名参与者（9802人患有罕见病）的WGS分析（Illumina TruSeq，HiSeq2500）结果显示[6]，WGS为1138名广泛表型参与者提供了遗传诊断，并发现了4种新的非编码变异，证实在常规医疗保健中，使用WGS可以简化诊断并发现基因组编码区和非编码区未知的致病变异。 图：英国国家医疗系统研究概述。来源：Nature 在临床中，除了诊断率外，成本效益也是需要考虑的重要因素。WGS、WES与常规标准检测在疑似罕见遗传病儿童中的成本效益评估结果显示，与WES和标准检测相比，将WGS作为一线诊断检测更具成本效益[7]。 03 RNA-seq：WES/WGS的有效补充手段 对于部分无法确诊的患者，RNA-seq可以作为WES/WGS的有效补充手段，快速准确地进行基因表达量的测定，识别未知转录本、SV、可变剪接、基因融合等，从而得到全面的遗传信息，可提高罕见病诊断率和发现新候选基因。RNA-seq在许多肌病及线粒体疾病中已有许多成功应用案例。 例如，在一项将RNA-seq用于罕见病诊断的研究中，利用RNA-seq从遗传学角度诊断罕见肌肉疾病，检测骨骼肌样本RNA，表明RNA-seq能有效鉴别位于外显子区或深内含子区的有害剪接位点变异，总体诊断率可达35%[3]。Yépez, V.A.等利用皮肤成纤维细胞RNA-seq，帮助205例WES未诊断的病例中16%（32例）的患者获得了诊断[2]。 图：RNA-seq在孟德尔遗传病诊断中的临床应用。来源：Genome Med 在临床环境下，部分患者的疾病相关组织（如肌肉活检）和成纤维细胞都较难获得，这限制了组织特异性RNA-seq的应用范围。因此，基于外周血的RNA-seq在样本获取受限的未诊断罕见病患者的遗传诊断中得以广泛探索。 Frésard等评估了血液RNA-seq作为罕见疾病诊断手段的效用[8]。血液RNA-seq在6例未诊断患者（7.5%）中识别并验证了致病基因，提高了16.7%患者候选基因的诊断效力。值得注意的是，对于神经系统相关疾病，虽然血液并不是代表性的组织样本，但RNA-seq仍在5例神经系统异常患者发现了候选基因。此外，基于血液的bulk-RNA-seq能够评估71%的意义不明变异（VUS），对于DNA测序中没有候选VUS的患者或候选VUS不影响剪接的患者，SpliceAI（Illumina）联合RNA-seq还可检测到新的发育障碍相关候选基因[9]。 图：利用血液RNA-seq分析罕见病基因。来源：Natrue Medicine 04 WGS+RNA-seq：助力罕见病诊断更上一层楼 在实际临床应用中，需要综合考虑患者的临床表现、家族遗传史、检测成本、时间等因素来选择合适的测序策略。对于疑难复杂的罕见病，可能需要多种测序策略的联合应用。近年来，许多团队在尝试WGS与RNA-seq联合应用，以获得不同程度的分子诊断率提高。 Genetics in Medcine报道了WGS联合RNA-seq的测序策略在罕见孟德尔遗传病诊断中的临床应用[1]。研究显示，WGS联合RNA-seq可以将阳性诊断率从31%提高到38%，同时RNA-seq帮助18%的病例提高了致病性证据等级。 图：WGS联合RNA-seq检测到SEPSECS外显子跳跃。来源：Genetics in Medcine 罕见病治疗及药物开发中的测序应用 2019年，顶级医学期刊NEJM发文报道了罕见病患者Mila Makovec经WGS和RNA-seq成功找到致病基因突变[10]。研究团队基于该突变快速研发靶向药物，使Mila得到了有效治疗。 Mila患有致命性的极罕见Batten病。美国波士顿儿童医院团队利用trio WGS，发现在CLN7基因内，Mila及其母亲同时携带一个特殊的插入序列SVA（SINE - VNTR - Alu）结构，并通过RNA-seq证实SVA结构会干扰正常的基因剪接功能。基于此，研究团队研发了一款针对Mila特定突变的新药“milasen”，并经过了临床试验和FDA的批准。经过一年的milasen治疗，Mila的症状得到明显改善，且没有不良反应发生。 图：Mila的基因诊断，来源：NEJM 在Mila的诊疗案例中，药物研发在WGS和RNA-seq的帮助下加速进行。传统的药物研发过程需要进行大量的试验和筛选，耗时费力，而且成功率较低。测序技术的进步打破了传统药物研发过程中的技术瓶颈，不仅可以快速找到药物靶点，还能筛选适合某种药物治疗的患者亚群，监测药物不良反应，降低成本，提高研发成功率。 总体而言，测序技术主要从以下几个方面促进罕见病药物研发： 01 药物靶点发现与筛选应用： 测序技术可以对罕见病相关基因进行全面分析，帮助研究人员发现新的药物靶点并进行筛选，以及探索药物与基因之间的作用关系，进而开发出更加精准、高效的药物治疗方案。PCSK9抑制剂是展示基因测序促进药物研发的经典案例。2003年，研究人员利用基因测序在家族性高胆固醇血症患者的PCSK9基因中发现了功能获得性突变[11]。12年后，美国FDA年批准了第一个PCSK9抑制剂Evolocumab，用于家族性高胆固醇血症的治疗。 02 临床前研究应用： 传统的罕见病药物临床前评估所需时间和成本过高，测序技术可帮助快速识别生物标记物、阐明药物的作用机制或耐药性，加速体外细胞实验和动物模型实验，验证药物的有效性和安全性。例如利用罕见病患者来源的类器官模型评估个性化反义寡核苷酸（ASO）疗法。在针对两位DMD患者的个性化ASO设计和类器官检测分析中，RNA-seq确认了剪接恢复正常[12]。 03 临床试验应用： 测序技术还可用于优化临床试验设计，提高罕见病药物研发效率和成功率。在测序技术的帮助下，研发人员可以筛选出适合某种治疗方案的患者亚群，并预测可能出现的副作用。此外，测序技术还可以帮助识别患者分层的生物标记物、监测药物反应和疾病进展。在抗体偶联寡核苷酸疗法DYNE-101治疗1型肌强直性营养不良（DM1）的临床试验中，利用RNA-seq发现接受DYNE-101治疗患者的DMPK基因RNA水平显著下降[13]。  展 望  目前，罕见病诊疗仍面临着诸多挑战。随着测序技术的不断发展，相信罕见病的精准诊断能力将进一步提升，相关药物研究也将取得突飞猛进的发展。据不完全统计，仅2024年，全球批准了近200个罕见病药或新适应症[14]，中国全年批准罕见病药39个，覆盖34种罕见病[15]。 除本文探讨的WGS和RNA-seq外，其它测序及分析技术对促进罕见病诊疗和药物研发也有巨大的潜力。长读长测序技术可以克服短读长测序在检测复杂SV方面的局限性；多组学分析可将基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等结合，获得更全面的疾病信息。人工智能技术可以帮助提高测序数据的挖掘分析和解读效率，减少漏诊和假阳性。此外，研究机构与企业、医疗机构之间的合作，可通过共享数据和专业知识，使整个研究过程更加协同高效。期望未来能有更多罕见病患者获得有效治疗，改善预后。 参考资料（上下滑动查看） [1] Hane Lee, PhD, Alden Y. 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