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。

Tags： Science 子刊：多组学研究揭示高风险T系白血病的炎症亚群