科学家们重建了急性髓系白血病 (AML) 在确诊前数十年的发展过程，结果表明，在三分之二的病例中，第一个致癌突变是在 20 岁之前获得的——比确诊早 50 多年。
这一发现有助于预测一个人是否会在症状出现前数年甚至数十年患上这种疾病，从而有可能在疾病发生之前进行预防。
在《自然》杂志上发表的一项研究中，剑桥大学和伦敦大学学院的一个团队利用每年收集的血液样本（其中一些样本可以追溯到确诊前 15 年），作为该疾病发展的“化石记录”，一步一步地追踪其发展过程。
他们利用超灵敏的 DNA 测序和数学建模，估算出每次突变出现的时间，以及受影响的细胞在 AML 诊断前的几年里增殖和与其他血细胞竞争的速度。
急性髓系白血病（AML）是一种侵袭性极强的血液癌症，每年在英国约有2700人罹患此病。确诊后五年生存率仅为六分之一左右。许多健康的年长者体内都携带着与白血病相同的基因突变，这种情况被称为克隆性造血，但只有一小部分人会发展成AML。至于原因，目前尚不清楚，因为从未对确诊前的这一过程进行逐年追踪。
数十年的增长，然后是快速扩张
研究人员使用了英国卵巢癌筛查合作试验（UKCTOCS）的样本，该试验中约有5万名女性每年提供一次血液样本，持续长达11年。研究团队对47名后来患上急性髓系白血病（AML）的女性（平均年龄72岁）进行了研究，并同时分析了46名未患血液癌症的女性的匹配样本。
在三分之二的急性髓系白血病（AML）女性患者中，第一个突变发生在20岁之前。此后，癌细胞经历了数十年的缓慢生长——携带该突变的细胞需要数年时间才能数量翻倍。每增加一个突变，癌细胞的生长速度就会提高两到三倍，携带四个致癌突变的细胞只需几周时间就能数量翻倍。
这些被称为克隆的细胞群的生长过程展现出惊人的可预测性。一旦携带致癌突变的克隆形成，它便会以稳定的速度扩张，只有当空间不足或被生长速度更快的克隆超越时才会减缓。实际上，这意味着如今只需少量血液样本即可测得克隆的生长速度，并以此来预测该克隆在未来数年甚至数十年后可能达到的规模。
优势克隆株预示着更高的风险
在至少三分之一的急性髓系白血病（AML）病例中，克隆细胞在确诊前数年就已经在血液中占据主导地位，这种现象被称为“体细胞清除”。在未患血液癌症的女性中，未观察到此类清除现象。研究团队利用英国生物银行的数据证实了体细胞清除与AML风险之间的关联，发现发生过体细胞清除的人群罹患该疾病的风险显着增加。
研究结果凸显了识别这一潜在预警信号的重要性，而标准的基因分析常常会忽略这一信号，将这些突变误认为是遗传变异。
领导这项研究的剑桥大学早期癌症研究所的杰米·布伦德尔教授表示：“连续的血液样本就像是血液演变的化石记录。它们让我们能够回到过去，重建每次突变出现的时间以及其增长速度。最令我们惊讶的是这些克隆的生长具有很强的可预测性。一旦克隆形成，它今天的生长速度就能预示着它在几年甚至几十年后的发展方向。”
他补充道：“由于这种增长呈指数级，即使在确诊前十年或更长时间内适度减缓高风险克隆的生长速度，也能大幅降低其发展成白血病的几率。这为我们提供了可以利用的策略，以防止这些克隆发展成白血病。”
早期癌症研究所的卡罗琳·沃森博士也是这项研究的第一作者，她说：“作为一名血液学家，我亲眼目睹了急性髓系白血病如何突然改变一个人的生活。这项研究表明，导致急性髓系白血病的病变可能在数十年间逐渐积累，受影响的细胞以令人惊讶的可预测的方式生长。”
沃森同时也是一名荣誉顾问血液科医生，在剑桥阿登布鲁克医院的克隆性造血诊所接诊病人。该诊所是欧洲首家专注于白血病预防的诊所。她补充道：“在我们诊所，我们已经对携带增加白血病风险的血细胞突变的人群进行评估和监测。今天的研究结果让我们看到了改进识别高危人群方法的真正希望，也让我们看到了预防白血病的曙光。”
领导 UKCTOCS 的伦敦大学学院临床试验和方法学研究所的 Usha Menon 教授表示：“UKCTOCS 的设计初衷是测试卵巢癌筛查，但参与者捐献的样本的价值远远超出了这一范畴。”
预防的局限性和前景
这些女性在53岁至83岁之间被诊断出患有急性髓系白血病（AML），但该研究并未纳入确诊时采集的样本。在约五分之一的病例中，突变细胞群的扩增在AML确诊前一到两年才被检测到，这表明某些病例的预警期可能较短。
研究结果为早期检测和预防提供了契机。该团队的模型显示，即使克隆细胞的生长速度仅略有降低，但从第二次突变到确诊的10年或更长时间内累积下来，也能显着降低发展为白血病的风险。这为开发预防性治疗方法提供了可能，即在白血病发生之前减缓这些细胞的生长。
团队的下一步工作是测试能否在高风险人群中安全有效地实现这一目标。
