B细胞通过自身抗体促进心房颤动发生——揭示高血压、肥胖与二尖瓣反流共同作用下的免疫新机制

本研究针对心房颤动（AF）高复发率与治疗手段有限的临床难题，揭示了高血压/肥胖/二尖瓣反流（HOMER）风险因素联合作用可通过树突状细胞（DC）激活适应性免疫，促使B细胞产生靶向β1肾上腺素能受体（ADRB1）的自身抗体，进而破坏心肌细胞钙处理功能并诱发心律失常。靶向CD20的B细胞清除疗法显著降低AF发生率，为自身抗体介导的AF提供了全新治疗策略。

　　

心房颤动（Atrial Fibrillation, AF）作为临床上最常见的心律失常类型，不仅显著增加心力衰竭和脑卒中风险，还带来沉重的社会经济负担。尽管现有治疗手段包括心脏复律、导管消融和抗心律失常药物，但AF的高复发率仍是临床管理的痛点。抗凝治疗虽可预防血栓栓塞，却伴随出血风险。因此，深入解析AF发生机制并开发安全有效的治疗策略迫在眉睫。

近年来，免疫细胞在心脏疾病中的作用逐渐受到关注。白细胞作为心房细胞图谱的新成员，可通过调节心脏细胞外空间的结构特性影响心律失常基质。树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）和适应性免疫细胞存在于健康与疾病状态的心脏组织中，它们通过抗原呈递与淋巴细胞相互作用，促进抗体产生。自身抗体在心肌病和AF患者中已被检测到，特别是针对M₂毒蕈碱乙酰胆碱受体和β₁肾上腺素能受体（ADRB1）的抗体与AF发生相关，并在动物模型中诱发心房心律失常。然而，免疫细胞如何具体参与AF发生发展尚不明确。

为回答这一问题，研究人员在《Nature Cardiovascular Research》发表了最新研究成果。他们利用结合高血压、肥胖和二尖瓣反流（mitral valve regurgitation）三种常见AF风险因素的HOMER小鼠模型，发现风险因素组合可激活野生型小鼠的适应性免疫，最终导致心肌细胞电重构。在HOMER小鼠中，左心房和心脏引流淋巴结中的树突状细胞扩增，并检测到心肌细胞来源的蛋白质。系统性扩增的B细胞在干扰素-α（IFNα）暴露下产生自身抗体，破坏心肌细胞内的钙处理功能。通过μMT HOMER小鼠清除B细胞或Mb1^cre/+Prdm1^fl/fl HOMER小鼠清除浆细胞，均可降低AF发生率，并改善HOMER小鼠左心房中观察到的动作电位时程延长。临床上用于治疗淋巴瘤和自身免疫疾病的CD20抗体B细胞清除疗法，使HOMER小鼠的AF发生率降低五倍。靶向体液免疫可能为自身抗体诱导的AF患者提供治疗途径。

本研究主要采用以下关键技术方法：1）构建HOMER小鼠模型（联合高血压、肥胖和二尖瓣反流风险因素）；2）单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析左心房免疫细胞；3）流式细胞术定量淋巴细胞亚群；4）离体电生理学研究和光学映射技术记录动作电位；5）酶联免疫吸附测定（ELISA）和免疫印迹检测自身抗体；6）钙瞬变测定评估心肌细胞钙处理功能；7）使用人胸腔淋巴结尺寸分析临床队列数据。

Left atrial DCs expand in AF

通过单细胞RNA测序和流式细胞术分析，研究发现HOMER小鼠左心房中1型/2型经典树突状细胞（cDC1/cDC2）和增殖性抗原呈递细胞（APCs）频率显著增加。这些DC集群显著富集干扰素-α（IFNα）响应基因集，而IFNα在自身免疫疾病中通过促进自身反应性B细胞和浆细胞分化驱动自身抗体产生。在持续性AF患者左心房中也检测到类似DC亚群与IFNα响应信号上调，印证小鼠研究发现。

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Heart proteins transfer to draining lymph nodes in HOMER mice

激活的DC迁移至引流淋巴结协调适应性免疫应答。HOMER小鼠出现纵隔淋巴结肿大，AF患者计算机断层扫描也显示更大淋巴结尺寸。纵隔淋巴结中MHCII^high cDC2数量增加，Ifna基因表达和血清IFNα蛋白水平升高。浆细胞样树突状细胞（pDCs）作为IFNα主要来源，在HOMER小鼠纵隔淋巴结和左心房中扩增。利用Myh6^cre/+mTmG^fl/+ HOMER小鼠模型，证实心肌细胞来源蛋白转移至抗原呈递部位。

Expanding B cells promote AF

纵隔淋巴结中CD4⁺ T细胞和B细胞扩增，浆细胞、浆母细胞和滤泡B细胞在心脏引流淋巴结中扩增。缺乏B细胞的μMT HOMER小鼠显示AF诱发率和负荷显著降低，而血压和纤维化面积无差异，排除B细胞清除对风险因素的混淆效应。

Plasma cells and IgM increase in HOMER mice

时间进程分析显示HOMER小鼠暴露所有组分前即出现浆细胞扩增。血清IgM水平在模型启动后1、20和21周显著升高，而IgG水平在HOMER程序完成后4周才上升。使用HOMER血清处理μMT HOMER小鼠心房切片显示IgM主要结合于心肌细胞表面而非骨骼肌。稀释后HOMER血清仍检测到膜结合荧光，表明特异性抗体结合。

IgM from HOMER mice disrupts calcium handling in cardiomyocytes

Masson三色染色显示C57BL/6 HOMER与μMT HOMER小鼠心房纤维化面积无差异。光学映射发现C57BL/6 HOMER小鼠左心房动作电位时程延长，而μMT HOMER小鼠动作电位缩短。分离的新生小鼠心室肌细胞与HOMER来源IgM共培养后，钙瞬变振幅增高、自发性钙释放事件增多、达峰时间延长。成年HOMER小鼠心房肌细胞显示钙瞬变紊乱和促心律失常钙释放事件增加。将纯化HOMER IgM转移至μMT HOMER小鼠可增加AF负荷。

Proarrhythmic IgM binds the β₁-adrenergic receptor

免疫印迹发现HOMER血清IgM结合50-60 kDa蛋白条带，对应ADRB1分子量。ELISA检测显示HOMER小鼠抗ADRB1 IgM水平显著升高。免疫荧光染色证实HOMER IgM与C57BL/6小鼠心肌细胞ADRB1共定位，而在Adrb1^-/-心肌细胞中IgM信号大幅降低。HOMER程序完成4周后纯化IgG也可结合ADRB1。蛋白激酶A（PKA）介导的RyR2磷酸化（pRyR2-Ser2808）在C57BL/6 HOMER小鼠左心房中增高，而μMT HOMER小鼠显示PKA依赖性RyR2磷酸化降低。受磷蛋白（PLN）Ser16磷酸化减少进一步证实ADRB1介导的PKA磷酸化激活降低。

Anti-CD20 monoclonal antibody ameliorates AF inducibility in HOMER mice

抗CD20单克隆抗体治疗清除B细胞，降低血清IgM和IgG水平，显著抑制HOMER小鼠AF诱发率和负荷。提示B细胞清除可能作为产生促心律失常自身抗体AF患者的治疗策略。

研究结论表明，B细胞通过产生促心律失常自身抗体促进AF发生。常见AF风险因素暴露后，应激或死亡心肌细胞膜蛋白引流至纵隔淋巴结，DC介导的抗原呈递激活自身反应性B细胞，在pDC来源IFNα暴露下分化为浆细胞。浆细胞产生靶向ADRB1的自身抗体，通过PKA激活诱导钙处理蛋白磷酸化，增加钙相关触发活动最终促进AF。本研究为特定类型AF的免疫靶向治疗提供理论基础，支持开展更大规模患者试验研究自身抗体是否存在于特定AF亚人群。

该研究由Masahiro Yamazoe、Kenneth K.Y. Ting、I-Hsiu Lee等共同完成，通讯作者为Steffen Pabel、Maarten Hulsmans和Matthias Nahrendorf。研究工作得到Leducq基金会、美国国立卫生研究院（NIH）、德国研究基金会（DFG）等多个机构资助。动物实验经麻省总医院机构动物护理与使用委员会批准（协议编号2014N000078），人类样本分析获得牛津风险因素与非侵入性成像（ORFAN）研究子研究伦理委员会批准。