基于队列纵向设计和网络生物学方法的急性髓性白血病骨髓微环境中Th细胞的动态交互网络建立及其关键通路研究

免疫异常是急性髓性白血病(AML)复发和死亡率较高原因之一,而机体免疫、AML生物学和治疗干预等因素共同构成复杂动态交互网络系统，调控AML发生及转归进程，以往多侧重外周血中的单因素研究。我们前期发现AML骨髓中多个Th亚群表达异常，参与AML免疫调节；在此基础上,本研究拟在系统生物学框架内，应用病例随访队列纵向设计，收集临床资料并检测骨髓中Th亚群等多项指标，采用动态网络生物学方法，以AML发病、转归及MRD监测中Th亚群表型、通路及相应细胞因子转变为主线路径，综合考虑与该路线有关其它关键免疫因素、AML生物学及临床干预等因素构建一个局域网络模块系统，利用网络推理功能，确定AML进程中关键通路和节点；通过纵向细胞实验，干预关键网络节点(Th亚群等)的量，观察其它节点变化，揭示骨髓微环境中Th亚群介导AML发病及转归中的免疫调控网络，为AML诊断、疗效评估和免疫治疗提供系统实验依据和新靶点

辅助性T细胞(Th)免疫调控在急性髓性白血病(AML)发病机制中占有重要地位，以往研究多侧重于外周血中单因素研究，而白血病细胞起源于骨髓，对AML患者骨髓中多个Th亚群免疫、AML生物学和治疗干预等因素共同构成的交互网络进行研究，具有重要意义。本研究建立了AML病例随访队列，在收集AML患者生物学和治疗干预资料基础上，将患者分为三组：初诊组、完全缓解组和难治复发组，收集骨髓，利用流式细胞术检测各Th亚群(Th22、Th17、Th1、Th2、Th9和Treg)，应用ELISA测定骨髓上清中Th相关细胞因子(IL-22、IL-17、IFN-γ、IL-4、IL-9、IL-10、TGF-β和IL-6），通过定量RT-PCR检测相关转录因子(RORC、T-bet、GATA-3、AHR和Foxp3)表达。结果发现，AML初诊患者骨髓中Th22、Th17和Th1细胞比例、骨髓上清中IL-22和IFN-γ水平以及转录因子AHR和RORC表达均显著降低，且Th22和Th1、Th17细胞存在正相关；初诊和难治复发患者中Treg细胞比例、上清中IL-10水平以及关键转录因子Foxp3表达均明显升高；同时发现在初诊和难治复发组中存在Th1/Th2和Th17/Treg比例的明显降低；Th9虽无明显改变，但初诊组中IL-9水平显著升高；初诊组中还存在TGF-β的降低和IL-6的升高。同时发现Th亚群与AML临床生物学密切相关：Th17/Treg比值与骨髓白血病细胞数呈反比；与其它AML亚型相比，M3中 Th22亚群明显降低。化疗干预可部分纠正AML患者中Th改变：化疗后可升高Th17、Th22比例和TGF-β水平，降低Treg、IL-10和IL-9水平。在此基础上，应用动态网络生物学方法，采用hugin 7.0软件，初步构建了AML发病、早期转归中Th亚群变化的粗放型贝叶斯网络系统，获得各因素间的相互影响关系图，确定Th17处于网络中心位置，其与Treg的平衡直接或间接影响许多细胞因子和关键转录因子表达，因而推断，Th17和Treg是参与AML发病和转归的关键节点，可作为AML干预靶点，下一步可通过干预Th17或Treg，改变Th17/Treg平衡，观察免疫系统其他免疫细胞、因子、关键转录因子的影响及变化，进而确定其在AML免疫发病机制中的具体作用。