克罗恩病与溃疡性结肠炎肠道γδ T细胞免疫特征的异同及其与疾病活动的相关性分析

《Immunity, Inflammation and Disease》：Similarities and Differences in the Immune Characteristics of Intestinal Gamma Delta T Cells From Patients With Crohn's Disease and Ulcerative Colitis and Their Correlation With Disease Activity

本文深入探讨了炎症性肠病（IBD）中肠道γδ T细胞在克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）中的免疫特征差异。研究发现，随着疾病活动度增加，CD和UC患者的肠道γδ T细胞频率下降且无法激活，但CD患者细胞毒性保持正常，而UC患者则显著抑制。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析揭示了不同Vγ亚群的异质性特征，并首次提出PD-1+ γδ T细胞比率可作为区分CD与UC的生物标志物（AUC=0.801），为IBD的精准免疫诊疗提供了新视角。

　　

ABSTRACT

背景

肠道γδ T细胞的免疫特征及其与克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）疾病活动度的关系尚未完全阐明。

方法

通过流式细胞术分析21例CD患者、21例UC患者和21例健康对照者的肠黏膜活检组织，检测γδ T细胞频率、细胞毒性（穿孔素、颗粒酶B）、活化标志（HLA-DR）和耗竭标志（PD-1）。采用ROC曲线评估这些指标的诊断效能，并利用已发表的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据分析Vγ亚群特征。

结果

随着疾病活动度增加，CD和UC患者肠道γδ T细胞频率下降且活化能力受损。关键差异在于：CD患者的γδ T细胞毒性始终正常，而UC患者则显著抑制。scRNA-seq分析显示不同Vγ亚群在CD或UC中呈现异质性免疫特征，这可能是导致疾病不同阶段γδ T细胞功能差异的原因。进一步发现，γδ T细胞比率（AUC=0.836）和HLA-DR⁺ γδ T细胞比率（AUC=0.771）对CD诊断具有良好价值；γδ T细胞比率（AUC=0.903）、HLA-DR⁺ γδ T细胞比率（AUC=0.778）、PD-1⁺ γδ T细胞比率（AUC=0.751）和穿孔素⁺ γδ T细胞比率（AUC=0.736）对UC诊断有显著意义。尤为重要的是，PD-1⁺ γδ T细胞比率（AUC=0.801）可作为区分CD与UC的特异性指标。

结论

肠道γδ T细胞在CD和UC中既存在共性特征又具疾病特异性，其变化与疾病活动度密切关联，有望成为IBD诊断和鉴别诊断的潜在免疫生物标志物。

1 Introduction

炎症性肠病（IBD）作为一种慢性肠道炎症性疾病，其发病机制与遗传易感性、环境因素及免疫紊乱密切相关。与传统αβ T细胞不同，γδ T细胞具有MHC非限制性识别特性，能快速响应病原体刺激并发挥细胞毒性作用。尽管已有研究关注γδ T细胞在IBD中的作用，但关于CD与UC患者肠道γδ T细胞的免疫特征差异及其与疾病活动度的动态关联仍缺乏系统研究。本研究通过整合流式细胞术与单细胞测序数据，旨在揭示γδ T细胞在IBD亚型中的异质性作用。

2 Materials and Methods

2.1 样本队列特征

研究纳入21例健康对照（HC）、21例CD患者和21例UC患者的结肠黏膜活检组织。CD患者根据克罗恩病活动指数（CDAI）分为轻度活动（10例）和中度活动（11例），UC患者根据溃疡性结肠炎疾病活动指数（UCDAI）分为中度活动（13例）和重度活动（8例）。所有样本均取自非溃疡性炎症区域，并经伦理委员会批准（批号：2022-0293）。

2.3 流式细胞术分析

采用多色抗体 panel 检测γδ T细胞表面标志（TCR γ/δ）及功能分子（HLA-DR、PD-1、穿孔素、颗粒酶B），以CD45⁺CD3⁺TCR γ/δ⁺设门策略鉴定γδ T细胞，并通过荧光减一对照（FMO）确保标记特异性。

3 Results

3.1 γδ T细胞分布特征

与HC相比，CD和UC患者肠道γδ T细胞频率显著降低（p<0.01），而αβ T细胞无显著变化。CXCR3表达水平在三组间无差异，提示γδ T细胞减少可能与细胞死亡增加或增殖受损相关，而非迁移能力改变。

3.2 疾病活动度的影响

在CD患者中，轻度活动期γδ T细胞频率与HC无差异，但中度活动期显著下降；UC患者中重度活动期频率最低。αβ T细胞频率在各组间保持稳定，进一步证实γδ T细胞减少的特异性。

3.3 免疫功能差异

CD患者γδ T细胞的HLA-DR表达升高但细胞毒性正常，UC患者则同时伴随PD-1表达上调及穿孔素、颗粒酶B分泌抑制，表明两种疾病中γδ T细胞处于不同的免疫状态。

3.4 疾病活动度分层分析

轻度活动CD患者γδ T细胞活化程度最高，随疾病进展至中度活动时活化能力丧失；而UC患者从中度活动至重度活动时，细胞毒性显著受损且耗竭标志PD-1持续高表达。

3.6 单细胞测序验证

scRNA-seq数据证实CD与UC患者Vγ亚群分布失衡：CD患者Vγ3、Vγ5亚群扩增，UC患者Vγ9、Vγ10亚群显著减少且Vγ3亚群缺失。不同Vγ亚群功能分子表达谱的差异共同构成了整体γδ T细胞的异质性特征。

3.7 诊断价值分析

ROC曲线显示γδ T细胞相关标志物对IBD亚型鉴别具有临床转化潜力，其中PD-1⁺ γδ T细胞比率在区分CD与UC时表现最优（敏感性85.71%，特异性71.43%）。

4 Discussion

本研究首次系统比较了CD与UC患者肠道γδ T细胞的动态免疫特征。γδ T细胞频率下降与疾病活动度正相关，且这种减少并非由αβ T细胞竞争或迁移异常导致，更可能源于炎症微环境下的细胞凋亡。值得注意的是，CD患者γδ T细胞在疾病进展中保持正常细胞毒性，而UC患者则出现功能耗竭，这种差异可能与Vγ亚群组成的疾病特异性调控有关。PD-1⁺ γδ T细胞作为鉴别标志物的发现，为IBD的精准分型提供了新思路。

5 Conclusions

肠道γδ T细胞在IBD亚型中呈现疾病活动度相关的特征性变化，其功能状态和亚群分布差异为理解CD与UC的免疫病理机制提供了重要依据。基于γδ T细胞标志物的诊断策略有望成为IBD临床实践的有效补充。