构建人类全生命周期血液生态图谱，揭示造血发育规律 及泛血液病分子特征景观

近年来，单细胞测序技术的发展极大推动了造血系统异质性和动态演变研究。中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛教授团队长期以血细胞图谱（Atlas of Blood Cells，ABC）为着力点，围绕血液生态开展系统深入研究。2021年，团队绘制了覆盖人类32种血细胞类型的单细胞转录组精细分子图谱[1]。2022年，团队精准界定人造血干细胞的骨髓定植时间点[2]；随后揭示人出生后不同年龄阶段骨髓造血干祖细胞的发育规律[3]。同年，团队推出ABC portal 数据库，共计收录了国际上198套人和小鼠的血液/免疫单细胞转录组数据集[4]。此外，团队多次揭示再生障碍性贫血[5]、先天性纯红细胞再生障碍性贫血[6]、骨髓增殖性肿瘤[7]和B细胞急性淋巴细胞白血病[8]等血液疾病的发病新机制，发现治疗新靶点。然而，已有研究主要聚焦于特定年龄阶段或造血干祖细胞群体或单个血液疾病类型，人类整个生命周期中从造血干祖细胞到成熟血细胞的整体动态变化规律，以及这些正常造血程序如何在血液肿瘤中发生改变，尚未得到系统解析。

近日，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）程涛教授、朱平研究员联合高欣副研究员，在期刊《Protein & Cell》发表了题为《The lifelong transcriptomic landscape of human blood cells》的研究论文。该研究整合了约百万个单细胞的转录组数据，构建了覆盖人类全生命周期的血细胞高分辨率分子图谱，系统揭示了造血系统发育与衰老过程中的动态变化规律，并基于正常血液生态参考体系建立了泛血液肿瘤的分子特征及预后评估框架。

首先，研究团队整合了207例健康个体（覆盖骨髓、外周血和脐带血，涉及胎儿、新生儿、儿童、成人和老年五个生命阶段）的单细胞转录组数据，据此构建了涵盖96个血细胞亚群的全生命周期高分辨率图谱。基于该图谱，团队发现多个新细胞亚群，如胎儿期富集的VNN2⁺单核细胞亚群及呈年龄依赖性变化的TSHZ2⁺ T细胞亚群，进一步丰富了人类血细胞分类体系。深入分析进一步揭示了造血系统在生命周期的动态变化规律：造血干细胞/多能祖细胞的干性程序在儿童期前后呈反转趋势：出生早期增强，儿童期后随年龄增长逐步下降。出生后淋系谱系持续重塑，表现为早期B/T细胞谱系潜能降低，而NK细胞毒性功能增强。并且，这些动态变化受细胞内转录因子网络及细胞间通讯的协同调控。

接着，为探索血液疾病中的异常改变，研究团队整合9类血液肿瘤，覆盖116个患者样本，通过将恶性样本映射至正常参考图谱以及功能模块分析，发现MYC和MHC II相关信号激活为多种恶性肿瘤共有特征，且与不良预后相关；而造血相关的分子程序则呈现疾病亚型特异性，伴随不同的临床预后意义。基于上述分子模块，研究团队建立了包括泛血液肿瘤共性特征和疾病特异性特征的预后评估框架，为血液疾病风险分层及精准治疗提供了新的理论依据。此外，研究进一步揭示了泛血液肿瘤中的免疫微环境调控规律，发现炎症程序与细胞毒性程序之间存在拮抗关系，提示炎症-免疫平衡可能共同影响血液恶性疾病的发展进程。最后，团队整合本研究多维度造血数据资源，搭建了血细胞图谱在线平台（ABC 2.0，网址：http://abc.sklehabc.com/v2.0/Home），提供血细胞分类展示、基因表达分析及调控网络解析等功能，为血液系统基础研究和疾病机制探索提供开放的数据资源与分析工具。

综上，该研究构建了覆盖人类全生命周期的血液生态高分辨率分子图谱，深化了对造血发育与衰老机制的理解，并为血液肿瘤的风险预测及个体化治疗提供了重要理论基础。程涛教授、朱平研究员和高欣副研究员（现任职于天津医科大学）为共同通讯作者，谢小韦副研究员、李连硕初级技师、洪芳主管技师和雷阳主管技师为共同第一作者。该项目获得国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国医学科学院医学与健康科技创新工程等基金的支持。