儿童B-ALL微小残留病发生机制研究

微小残留病是化疗后残存的肿瘤细胞，同时也是研究复发/耐药的重要突破口。但是由于该细胞数量极少，针对微小残留病的研究极为困难。张英驰教授团队利用单细胞测序技术，通过收集患儿初诊、残留以及复发时间点的配对样本，对其进行单细胞转录组以及B细胞表面受体（BCR）测序，同时也在单细胞层面进行了基因突变检测，从中特异性识别到残留期的白血病细胞。研究发现微小残留病细胞低氧信号通路的异常，利用常见化疗药阿糖胞苷（Ara-C）处理白血病异体移植小鼠模型，发现在处理24/48h后就能观察到小鼠白血病细胞很明显的低氧信号通路的激活。进一步利用低氧信号通路的抑制剂与Ara-C联用，可以明显延长小鼠的存活时间。相关工作已于2022年发表在《Nature Cell Biology》。

复发耐药T-ALL克隆演化研究

在单细胞测序技术出现之前，研究克隆演化的主要手段是利用基因组或全外显子测序技术对群体细胞进行分析，对突变比例进行分析，从而推断出克隆演化的过程。随着科技的发展，目前已经可以实现在单细胞水平上鉴定感兴趣的易感基因的突变情况。张英驰教授团队选取了初诊-复发配对的患儿骨髓样本，分选出T细胞，分别做了全外显子测序、单细胞转录组测序、单细胞TCR测序、单细胞基因组测序。通过这些手段，描述了T-ALL复发过程中白血病细胞克隆演化的过程及相应的机制。

儿童造血干细胞单细胞图谱建立助力儿童白血病发病机制研究

对来源于正常儿童供者的骨髓造血细胞做单细胞测序，利用这些数据构建了儿童正常造血细胞的单细胞图谱。通过将急性髓系白血病（AML）、T-ALL、B-ALL、混合表型急性白血病（MPAL）映射到该图谱，发现除B-ALL外其他三种白血病细胞均有细胞富集在图谱中HSC/MPP-like群上。进一步研究表明，尽管都在该群中富集，但来源于AML、T-ALL、MPAL的白血病细胞表现出不同的转录特征。通过分析初诊-复发配对患者的HSC/MPP-like群，寻找复发机制及相应靶标。

B-ALL化疗前后造血干祖细胞动态变化研究

由于白血病细胞可以改变造血微环境，后者又会对正常造血干祖细胞（HSPCs）有影响，可能导致化疗后造血恢复的改变。之前的工作发现B-ALL中所有细胞并没有富集在HSPC阶段，故以此为研究模型。选取患儿初诊、D19（化疗中）、D46（恢复后）的样本，根据D46的恢复情况，分为good和poor组。对这些细胞进行单细胞多组学分析，发现B-ALL细胞中干扰素信号通路以及免疫反应、分化及凋亡信号通路均异常激活，尤其在预后好的患者中。且初诊时增多的HSC，在治疗后明显减少，在缓解期数目恢复。