当血液报告出现“CCUS”（即意义未明的克隆性血细胞减少）时，大多数人只把它当作医生口中的“随访即可”。但最新统计显示，这类患者10年内几乎100%会进展为无法治愈的骨髓增生异常综合征（MDS）。是谁在悄悄为癌变铺路？又是谁能在癌变真正爆发前按下“暂停键”？

发表在Nature Communications的这篇研究，用单细胞多组学+人源化小鼠，揭开了一个颠覆认知的答案：不是突变本身，而是我们体内原本最骁勇的NK细胞先“叛变”。更令人激动的是，研究团队证明只需回输一袋健康供者的NK细胞，就能在骨髓里精准“狙杀”突变克隆，为高危CCUS打开一条“早干预、可治愈”的新通路。

文章基本信息

英文题目: Natural killer cells' functional impairment drives the immune escape of pre-malignant clones in early-stage myelodysplastic syndromes.

中文题目：自然杀伤细胞功能障碍驱动早期骨髓增生异常综合征中癌前克隆的免疫逃逸

期刊：Nature Communications（一区，IF=15.7）

样本类型：人骨髓穿刺液、血液、骨髓活体组织

涉及技术：

单细胞RNA测序，2 yHDs vs 2 eHDs vs 3CCUS（n=6494:3719:11981），骨髓单个核细胞；

单细胞长读长RNA测序，2 CCUS vs 2 eHDs，每例设置捕获细胞数50000个；

单细胞靶向DNA及表面蛋白测序，骨髓或外周血单个核细胞；

CRISPR/Cas9；ATAC-seq；细胞共培养；流式细胞术等

课题背景

MDS患者治疗选择有限，疾病发作时，几乎所有造血干细胞和祖细胞（HSPCs）都存在致病性基因变异，这表明只有异基因造血干细胞移植才能治愈该疾病。剖析肿瘤发生前的癌前病变状态生物学机制，可导向能够延缓疾病进展或减轻疾病相关并发症的干预措施。针对MDS白血病前期阶段（即CCUS）生物学机制的治疗策略或可改善MDS患者的不良预后。CCUS以克隆负荷降低、遗传复杂性较低及外周血（PB）血细胞减少程度较轻为特征。与每年进展为髓系恶性肿瘤风险<1%的良性年龄相关疾病不同，CCUS患者5年内进展为MDS的累积概率高达82%。若CCUS克隆变异等位基因频率（VAF）>20%，10年内进展概率更超过95%。因此，对于具有疾病进展高危因素的患者，目前亟需能预防或延迟CCUS向MDS转化的干预策略。

研究目的

本研究旨在阐明MDS造血干细胞如何逃避免疫监视，以及如何在CCUS患者体内扩增的。

主要发现

图1.免疫细胞在CCUS患者体内被激活

为了解析异常造血干细胞克隆如何逃避免疫监视，研究者首先对CCUS患者骨髓免疫微环境进行了单细胞转录组分析。结果显示：与年轻及老年健康供者相比，CCUS骨髓单个核细胞中NK细胞、CD8⁺记忆T细胞和效应记忆T细胞比例显著升高；这些细胞上调了线粒体代谢、蛋白加工及IFN-α/β信号通路基因，表明处于“激活”状态；同时，免疫调节与炎症相关基因却被显著下调，提示对外来刺激呈“低反应”特征。

进一步用CellPhoneDB推断细胞间通讯发现：CCUS来源的NK、髓单核细胞、经典树突状细胞及CD8⁺效应T细胞获得了更多趋化因子（CCL3/4/5与其受体）及L-选择素-P-选择素配体介导的互作，提示它们被招募到肿瘤部位并接受抗原提呈细胞的“启动”。也存在LCK-CD8、CD58-CD2等共刺激信号，说明启动了抗肿瘤反应；多重免疫荧光证实CD3⁻CD56⁺NK细胞紧邻CD33⁺髓系和CD3⁺CD8⁺T细胞。然而，HLA-F–KLRC1/KIR3DL2、CD244-CD48、TGFB-TGFBR1等抑制性或耐受性相互作用也显著增多，预示NK与CD8⁺T功能最终被抑制，为克隆逃逸埋下伏笔。

图2.CCUS患者的NK细胞功能异常

为验证免疫激活导致的增殖与终末分化，研究者对分选的T/NK细胞进行scRNA-seq并结合CytoTRACE轨迹分析。结果显示：与年轻和老年健康供者相比，CCUS患者的CD4⁺T、CD8⁺T和NK细胞均处于更成熟的分化阶段；FOXO1等维持静息记忆的关键基因显著下调，提示细胞已失去“待机-应答”能力。NK及CD8⁺T细胞（而非CD4⁺T）高表达KLRG1、TIGIT、LAG3、CD160等耗竭标志；流式证实其蛋白水平亦升高。功能实验表明，CCUS来源CD8⁺T细胞经肿瘤抗原刺激后IFN-γ分泌显著降低，但PMA/离子霉素非特异性刺激仍能正常产生IFN-γ，证实其抗原特异性反应迟钝。NK细胞呈现“类NK1”高毒性基因签名（MYC、mTOR、氧化代谢、蛋白合成上调），显示代谢高度活跃；然而IFN-γ分泌却明显下降。虽然颗粒酶和脱颗粒标志LAMP1正常，但穿孔素（perforin）显著减少；CD16因脱落而表面表达降低，导致免疫突触形成与抗体依赖细胞毒（ADCC）受损。体外杀伤实验显示，CCUS NK细胞对多种白血病细胞及CCUS-CD34⁺前恶细胞的细胞毒活性持续低下，且IL-2/IL-15体外扩增无法恢复；而健康供者NK可高效清除CCUS前恶性细胞，但不伤及正常CD34⁺细胞。

图3.MDC驱动基因的体细胞突变导致CCUS NK细胞功能障碍

为了验证NK细胞持续功能缺陷的根源，研究者利用MissionBioTapestri平台对5例CCUS患者进行单细胞DNA+表面蛋白共测序。结果显示：无论具体突变类型如何，患者NK细胞均属于突变克隆，且突变负荷与髓系细胞相当。体外杀伤实验表明，其肿瘤杀伤能力的下降幅度远高于VAF（突变等位基因频率）所预期，提示整个NK群体已普遍“瘫痪”。随后，研究团队通过长读长scRNA-seq比较了CCUS患者骨髓中非突变NK、突变NK以及健康供者NK的转录组：与健康对照相比，CCUS非突变NK虽无突变，却同样出现免疫激活基因上调、细胞毒性相关基因下调，证实存在“旁观者”功能障碍。而突变NK进一步下调了细胞因子信号和RhoGTPase通路等效应功能基因，提示突变带来额外的、细胞自主性损伤。为直接检验DNMT3A或TET2缺失（占队列73%）是否足以导致NK缺陷，使用CRISPR-Cas9在健康NK细胞中分别敲除这两个基因：连续5轮肿瘤再挑战后，敲除组NK细胞的杀伤能力进行性下降。转录组与ATAC-seq共同揭示，敲除后染色质可及性显著重塑，BATF成为主导转录因子；下游与囊泡运输、细胞周期及RhoGTPase信号相关基因表达下调，导致F-actin聚合和穿孔素极化受损，免疫突触形成失败。

图4.健康供体的自然杀伤细胞高效靶向CCUS突变细胞

为验证DNMT3A或TET2功能缺失是否削弱NK细胞的体内杀瘤能力，研究者将唯一可用的MDS-L细胞系移植到NSG-SGM3（NSGS）小鼠建立MDS异种移植模型。移植1个月后，根据骨髓嵌合度随机分3组，分别回输经CRISPR/Cas9编辑（敲除DNMT3A或TET2）或仅转染Cas9的健康供者NK细胞。10天后处死小鼠，流式检测发现：与Cas9-NK组相比，DNMT3A-或TET2-敲除NK组骨髓及脾脏人CD45⁺CD56⁻肿瘤细胞比例显著升高，外周血细胞减少更严重。体重及脏器重量无差异，提示治疗耐受良好。生存曲线显示，Cas9-NK组小鼠显著优于敲除组，说明DNMT3A/TET2缺失直接削弱NK体内抗肿瘤功能并缩短生存。

随后通过将4例携带不同突变及VAF的CCUS患者骨髓单个核细胞移植到MISTRG新生鼠，进一步验证HD-NK对CCUS原代突变克隆的清除能力：4周后，腹腔注射表达IL-15的健康HD-NK或对照溶剂。HD-NK组骨髓人细胞负荷显著下降，血小板计数明显改善；流式显示人髓系、淋系、红系成功重建。NGS证实，HD-NK治疗能选择性降低突变克隆VAF，而保留野生型细胞。

这项研究明确显示，CCUS患者NK细胞因DNMT3A/TET2突变而功能受损，导致突变克隆逃逸；健康供者NK细胞可在体内选择性清除突变细胞。结果支持在CCUS阶段实施异体NK细胞干预，为阻止MDS进展提供了可行策略。或许在不远的将来，一份CCUS报告将不再意味着漫长的焦虑等待，而是一张直接预约“治愈”的入场券。让我们共同期待，这场由NK细胞领衔的免疫革命，真正把MDS变成可以预防、可以逆转的过去式。

参考文献：

Rodriguez-Sevilla JJ, Ganan-Gomez I, Kumar B, et al. Natural killer cells' functional impairment drives the immune escape of pre-malignant clones in early-stage myelodysplastic syndromes. Nat Commun. 2025;16(1):3450.