影響老化的進化力量可幫助識別血癌風險

隨著人們年齡的增長，突變會在血液干細胞及其克隆中積累，這一過程被稱為與年齡相關的克隆性造血，或ARCH。ARCH可能是急性髓性白血病（AML）（一種血癌）的危險因素。新研究揭示了為什么有些ARCH患者會繼續發展AML而其他人則沒有。

近期發表在《自然通訊》上的這些發現，有可能通過識別那些疾病高風險的人、來顯著推進AML的早期檢測和治療，以便更密切地監測他們。

該研究由安大略癌癥研究所（OICR）計算生物學高級首席研究員兼主任PhilipAwadalla博士和紀念斯隆凱特琳癌癥中心（MSK）計算和系統生物學成員QuaidMorris博士共同領導，展示了正、中性和負進化選擇的相互作用，如何作用于衰老造血干細胞的突變可導致某些ARCH患者發生AML。

他們通過說明沒有繼續發展為惡性腫瘤的個體中存在的負選擇，或“凈化選擇”如何防止與疾病相關的細胞主宰細胞群，來做到這一點。這些發現，可以區分那些患AML的風險增加的ARCH患者和不患AML的患者。

Awadalla說：“我們已經證明，在造血干細胞中發揮作用的一系列進化力量，可以成為那些患AML等血癌風險增加的人的有力指標。”“能夠根據風險準確地對患者進行分類，可以對具有相關進化特征的ARCH突變患者、進行更頻繁和更深入的篩查。”

研究團隊通過計算生成了超過500萬個血液群體，訓練了一個深度神經網絡模型（一種機器學習）來識別不同的進化動態，并使用該模型來分析經過深度基因組測序的血液樣本。這些樣本來自92名繼續發展為AML的個人，以及385名盡管存在ARCH卻沒有發展為AML的人。該研究是更早使用單一工具系統來捕捉ARCH中發揮作用的多種進化力量相互作用的研究之一。

“我們在這項研究中開發的模型，可以顯著提高ARCH作為血液惡性腫瘤生物標志物的價值，”莫里斯說。“我們的團隊期待繼續加強我們對ARCH的理解，并看到這些進步對患者有所幫助。”

研究人員能夠證明，隨著時間的推移，這些替代進化模型可以預測AML風險。類似地，這些工具能夠識別出對干細胞有害的突變可以累積的基因。

“在未來，我們可以預期篩查血液樣本以早期發現疾病和血癌。通過這些工具，我們可以更主動地監測人們的健康。早期發現癌癥對于預防和治療有效性至關重要，”Awadalla補充道。