单细胞DNA测序（scDNA-seq）是利用优化的NGS技术检测来自单细胞的DNA信息，提供细胞层面的遗传图谱，以更好地了解单细胞在微环境中的功能。例如在癌症中，对单细胞进行DNA测序可以提供有关小细胞群携带的突变的信息。与典型的NGS实验一样，单细胞测序的流程一般包含以下步骤：单细胞分离、核酸提取与扩增、测序文库制备、测序和生物信息学数据分析。目前已经有超过100种不同的单细胞组学方法公布，大多是在寻找最佳的“单细胞分选”方法。
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SAMD9蛋白及其旁系同源物SAMD9L蛋白是由染色体 7q21.2 上两个并列的单外显子基因编码的细胞质蛋白，两者具有60%的氨基酸序列同一性，并且很可能源自一个共同祖先基因。SAMD9蛋白及SAMD9L蛋白已被研究证明与肿瘤抑制、炎症、应激反应、发育以及蛋白翻译相关。近期研究发现，在小鼠体内敲除SAMD9基因可导致小鼠产生患骨髓增生异常综合征（MDS）的倾向。此外，研究人员还在非综合征家族性MDS中发现了SAMD9/9L突变。迄今为止，已报道了64个SAMD9相关的错义种系突变（38个SAMD9和26个SAMD9L）。但是目前，还没有SAMD9突变在人群中的普查研究。
由美国圣裘德儿童研究医院牵头的国际研究团队，联合来自数十家机构的研究人员利用scDNA-seq分析了儿童MDS患者体细胞遗传拯救 (SGR) 的现象。SGR是一种罕见的自发事件，有时特定细胞中发生染色体水平的突变，会抵消致病性基因突变的影响。与患有该疾病的成年人不同，如果儿童出生时在SAMD9和SAMD9L基因中具有特定的种系突变，则他们可能容易患MDS，但目前这种现象的原因并不清楚。
文章发表在Nature Medicine
近日，研究团队在国际学术期刊 Nature Medicine上发表了题为“Clinical evolution, genetic landscape and trajectories of clonal hematopoiesis in SAMD9/SAMD9L syndromes”的研究文章。研究团队通过分析SGR在MDS儿童中的作用，揭示了SAMD9/SAMD9综合征克隆造血的临床演化、遗传特征和轨迹。
1.SAMD9/9L是造成MDS疾病不可忽视的因素
研究人员分析了被诊断患有MDS的669名儿童患者（图1a），以评估SAMD9/9L突变的患病率、血液学特征和临床结果。
图1. MDS中SAMD9/9L突变的流行率和生存期。来源：Nature Medicine
研究发现，在MDS患者中，种系SAMD9 / 9L 突变率占8％，并且与7%队列中存在的GATA2突变相互排斥。在小于12岁的儿童患者中，占比则高达四分之一（图1）。表明如果儿童出生时携带SAMD9和 SAMD9L基因的特定突变，则其可能容易患MDS。
通过全外显子组测序（WES），研究人员分析得到67名SAMD9/9L突变导致的MDS患者（图1a），其中58名患者的SAMD9/9L突变集中发生在到蛋白质中间区域（图2）。
图2. SAMD9和SAMD9L基因的突变图谱。来源：Nature Medicine
3.scDNA-seq揭示SGR对突变基因的自我纠正
使用Mission Bio的Tapestri平台，研究人员利用单细胞技术检测和量化了SAMD9/9L中的突变和癌症基因，同时检测了7q的杂合性丢失（LOH）。整合临床表型、核型、批量测序和验证scDNA-seq，研究人员推断出多个克隆结果（图3）。有三分之二携带SAMD9/L突变的儿童发生SGR事件，其中有7例患者通过SGR阻止了部分突变基因表达，具有了恢复正常血液发育的能力（图3）。以上数据表明，携带种系SAMD9/9L突变的儿童患者可以潜在地自我纠正，而无需进行侵入性骨髓移植。
图3.由种系SAMD9和SAMD9L突变引起的疾病发展轨迹。来源：Nature Medicine
为了解SGR对疾病影响的结果，研究人员回顾了患者的临床病程，发现其中有5位患者的病情稳定，在很长的一段时间内不需要治疗，保持着血细胞构成正常。另有5位患者的病情缓解，能够在治疗下保持轻微的症状，其余患者情况则比较严重。
通过单细胞分析，该研究了解了上述事件的遗传复杂性。数据表明，携带SAMD9和SAMD9L突变的MDS患者有一个克隆战场：导致良性或高风险白血病改变的不同遗传事件争夺血液系统中的主导地位。
Sahoo, S.S., Pastor, V.B., Goodings, C. et al. Clinical evolution, genetic landscape and trajectories of clonal hematopoiesis in SAMD9/SAMD9L syndromes. Nat Med 27, 1806–1817 (2021). https://doi.org/10.1038/s41591-021-01511-6
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