整合转录组学揭示大动脉炎EGR1核心作用：CD4+/CD8+T细胞免疫特征与治疗新靶点

《Arthritis Research & Therapy》：Integrated bulk and single-cell transcriptomics identifies shared and specific immune signatures in Takayasu Arteritis

本研究通过整合外周血T细胞亚群bulk RNA测序与主动脉组织单细胞RNA测序，系统揭示大动脉炎(TAK)中CD4+/CD8+T细胞的共享及特异性免疫特征。研究发现EGR1在血液和组织中持续高表达，其调控的炎症通路和细胞互作网络为TAK的精准免疫治疗提供了新靶点。

　　

在大动脉炎(TAK)这场悄无声息的血管风暴中，免疫系统对主动脉及其主要分支发起错误攻击，导致血管壁慢性炎症、狭窄甚至动脉瘤形成。这种罕见疾病尤其青睐亚洲年轻女性，但发病机制至今迷雾重重。尽管糖皮质激素仍是主流治疗方案，其长期使用带来的糖尿病、骨质疏松等副作用让医患双方如履薄冰。更棘手的是，约半数患者会对传统治疗产生抵抗，迫切需要新的治疗策略。

以往研究虽已确认CD4⁺和CD8⁺T细胞是浸润血管壁的主力军，但这些细胞如何精准调控炎症反应仍是一道未解之谜。就像只知道士兵进入了战场，却不清楚他们的作战计划和通信密码。徐可欣团队意识到，必须同时从全身循环系统和局部病变组织两个维度入手，才能完整描绘TAK的免疫图谱。

研究人员设计了一套组合拳式的研究方案：首先对8例初治TAK患者和3例健康对照的外周血CD4⁺和CD8⁺T细胞进行批量RNA测序(bulk RNA-seq)，如同对免疫细胞进行全员普查；同时对3例TAK患者和3例动脉粥样硬化对照的主动脉组织进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)，相当于对病变现场进行精细勘查。这种双管齐下的策略使得研究者既能把握全局趋势，又能洞察细胞异质性。

技术方法上，研究采用磁珠分选技术分离T细胞亚群，使用Illumina NovaSeq平台进行高通量测序。差异表达基因(DEGs)分析采用DESeq2/edgeR算法，功能富集分析涵盖Gene Ontology(GO)、KEGG和Reactome数据库。蛋白互作(PPI)网络通过STRING数据库构建，细胞通信分析使用CellChat工具。单细胞数据分析采用Seurat流程，包括质控、标准化、降维聚类和细胞注释。

差异基因表达揭示TAK患者CD4⁺和CD8⁺T细胞的关键免疫调节因子

批量RNA测序结果显示，与健康对照相比，TAK患者CD4⁺T细胞中有851个差异表达基因(DEGs)，其中708个上调；CD8⁺T细胞中则发现1645个DEGs，1130个上调。CD4⁺T细胞中相互作用最强的蛋白包括FOS、IFNG和EGR1，而CD8⁺T细胞中突出的是SYK、FCGR3B等蛋白。这一发现如同找到了免疫细胞异常活动的关键开关。

CD4⁺和CD8⁺T细胞在TAK中呈现独特的功能富集特征

GO分析显示，CD4⁺T细胞主要富集在炎症反应调节、血管生成和血小板活化相关通路，而CD8⁺T细胞更专注于细胞因子合成和白细胞分化。有趣的是，两者共享补体 cascade、黏着斑和细胞外基质组织等通路，表明它们存在协同促炎程序。KEGG分析进一步确认了这种分工协作：CD4⁺T细胞侧重血小板激活和细胞因子受体相互作用，CD8⁺T细胞则偏向细胞黏附和心血管疾病相关通路。

TAK主动脉病变中CD4⁺和CD8⁺T细胞的特异性互作网络

单细胞测序成功鉴定了主动脉组织中的8种主要细胞类型。细胞互作分析揭示了一个精密的"对话网络"：CD4⁺T细胞与CD8⁺T细胞的互动最为频繁，形成免疫应答的核心轴心。同时，CD8⁺T细胞与巨噬细胞、内皮细胞密切互动，而CD4⁺T细胞还与B细胞、树突状细胞广泛交流。这种复杂的细胞社交网络可能是维持TAK慢性炎症的关键。

单细胞转录组揭示TAK主动脉中CD4⁺和CD8⁺T细胞的免疫代谢通路富集

组织层面的分析带来了更深入的发现：CD4⁺和CD8⁺T细胞不仅参与免疫激活和T细胞分化，还显著富集于热休克蛋白结合、泛素蛋白连接酶活性等蛋白质稳态应激相关通路。这提示血管局部微环境中，免疫细胞不仅忙于攻击，还在应对内部的代谢压力。KEGG分析进一步将TAK与Th17细胞分化、T细胞受体信号等特异性通路联系起来。

CD4⁺和CD8⁺T细胞中共有的差异表达基因揭示TAK关键调控因子

通过交叉验证血液和组织数据，研究锁定了26个在两种T细胞亚群中共同差异表达的基因。其中EGR1、ATF3、KLF4和RHOB在组织和血液中一致上调。尤为重要的是，只有EGR1在主动脉组织的CD4⁺和CD8⁺T细胞中均显著高表达，使其成为最值得关注的候选靶点。

EGR1在TAK动脉组织CD4⁺/CD8⁺T细胞中的功能富集揭示其免疫调节作用

深入分析EGR1相关基因的功能，发现其富集模式与CD4⁺/CD8⁺T细胞的整体特征高度吻合。在生物学过程层面，EGR1参与白细胞分化、细胞因子生成和T细胞分化；在分子功能上，涉及转录因子结合、组蛋白修饰等基因表达调控环节。这表明EGR1可能是协调TAK中T细胞免疫应答的核心转录开关。

共有差异表达基因ATF3、EGR1、RHOB和KLF4的功能通路富集提示TAK炎症与血管重塑机制

这四个关键基因在TAK患者CD4⁺和CD8⁺T细胞中展现出协同调控模式：KLF4参与炎症和血管生成通路，ATF3调控ERK1/ERK2级联反应，EGR1主导白细胞分化和细胞因子生成，RHOB则影响细胞迁移。它们之间存在的上下游关系，如ATF3调控KLF4、EGR1调控KLF4等，构成了一个精细的转录调控网络。

这项研究通过整合多组学数据，描绘了TAK中CD4⁺和CD8⁺T细胞在系统性和局部组织层面的免疫特征图谱。研究发现外周血T细胞主要参与细胞因子产生和血小板互动，而主动脉组织中的T细胞还涉及蛋白质修饰和分子结合过程。特别重要的是，EGR1被确认为跨越不同解剖区室的关键调控因子，在血液和组织T细胞中均显著高表达，且参与多条核心信号通路。

该研究的突破性在于首次系统比较了TAK中两种主要T细胞亚群的转录组特征，并通过组织验证明确了EGR1的核心地位。这不仅解释了为什么T细胞会持续攻击血管壁，还指出了干预这一过程的具体靶点。值得注意的是，某些基因如PDGFRB、SASH1在血液和组织中呈现相反表达模式，提示TAK的免疫调控存在区室特异性，这一发现为理解疾病异质性提供了新视角。

研究的临床意义重大：EGR1作为可药物靶向的转录因子，为开发TAK特异性治疗提供了新方向。同时，研究揭示的血小板-T细胞相互作用、IL-1β信号通路等均为改善现有治疗方案提供了思路。尽管研究存在样本量有限、技术平台差异等局限性，但其建立的多组学整合分析框架为未来大血管炎研究树立了新标杆。

这项发表于《Arthritis Research & Therapy》的工作，不仅为大动脉炎的精准免疫治疗奠定了分子基础，更展示了一种解析复杂免疫疾病的有效策略——通过结合系统普查和局部精细勘查，真正读懂免疫细胞在疾病中的"语言"和行为密码。