全血与外周血单核细胞免疫代谢特征的比较

《Immunometabolism》：Comparison of immunometabolic profiles in whole blood versus peripheral blood mononuclear cells

免疫代谢研究：全血与PBMCs的代谢表型比较及差异分析

　　免疫代谢学是一门研究细胞代谢如何调控免疫反应的新兴领域。近年来，这一领域的研究取得了显著进展，揭示了代谢过程与免疫细胞功能之间的复杂关系。在人类免疫代谢研究中，外周血单个核细胞（PBMCs）长期以来是主要的样本类型，因其包含重要的免疫细胞亚群，如淋巴细胞（包括T细胞和B细胞）以及先天免疫细胞（如NK细胞、单核细胞和树突状细胞）。然而，PBMCs的分离过程需要大量的血液样本，依赖特定的实验设备和技术操作，这对资源有限的地区或现场研究带来了较大的挑战。因此，探索使用全血（WB）作为替代样本是否可行，成为研究者关注的焦点。

全血样本的处理相对简单，不需要复杂的分离步骤，且对样本保存和运输的条件要求较低。此外，全血保留了血液中所有细胞成分，包括PBMCs中缺失的粒细胞，这使得它在研究免疫反应的全面性方面具有潜在优势。然而，尽管全血样本的使用在临床和基础研究中越来越受到重视，其免疫代谢特征是否与PBMCs相似，仍缺乏系统的研究。本研究旨在填补这一知识空白，通过比较全血与PBMCs的免疫代谢特征，评估全血作为免疫代谢分析样本的可行性。

本研究从六名健康志愿者中采集了配对的全血和PBMCs样本，并采用光谱流式细胞术（spectral flow cytometry）进行免疫细胞亚群的鉴定和代谢状态的评估。光谱流式细胞术是一种先进的单细胞分析技术，能够同时检测多种标记物，从而提高检测的灵敏度和分辨率。在实验过程中，PBMCs通过Ficoll密度梯度法进行分离，而全血则使用CryoStor?-CS10培养基进行保存。研究者首先对样本进行了细胞分选，以确保两种样本类型的细胞来源一致，并排除了可能的干扰因素，如红细胞的存在。

研究结果表明，全血和PBMCs在免疫细胞亚群频率和代谢特征方面表现出高度的一致性。尽管整体上两者具有相似的免疫组成，但在某些特定的细胞亚群中，代谢标志物的表达存在差异。例如，CD8+ T细胞中的TEMRA亚群、自然杀伤T细胞（NKT）和自然杀伤细胞（NK细胞）在全血样本中表现出更高的葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）表达水平，而CD4+ T细胞中的幼稚型细胞在全血样本中则显示出更高的ATP5a表达。这些差异可能与样本处理过程中不同的细胞活化状态或代谢适应有关。

研究者还指出，尽管全血样本在处理和保存方面更具优势，但其样本容量有限，可能影响对稀有细胞（如固有淋巴样细胞）的检测。此外，全血样本中的红细胞裂解步骤可能对粒细胞的活性产生一定影响，因此在进行代谢分析时，需要特别关注这些细胞的保存和处理方式。然而，研究结果显示，即使在红细胞裂解后，粒细胞仍可被有效识别和分析，表明全血样本在代谢研究中具有广泛的适用性。

全血样本的使用不仅有助于降低实验成本，还能提高研究的可及性，特别是在资源有限的环境中。通过减少样本处理的复杂性，全血样本为多中心研究和现场调查提供了新的可能性。研究者还强调，尽管全血样本能够提供更全面的免疫细胞信息，但某些特定细胞亚群的代谢特征仍需谨慎对待，以确保数据的准确性和可比性。

在讨论部分，研究者分析了可能影响全血与PBMCs代谢特征差异的因素。例如，PBMCs的分离过程中使用Ficoll密度梯度法可能导致细胞的激活，从而影响其代谢状态。此外，抗凝剂的种类（如EDTA用于全血保存，而肝素用于PBMCs分离）可能对细胞代谢产生不同影响。这些因素需要进一步研究，以明确它们在免疫代谢分析中的具体作用。同时，研究者指出，现有的代谢分析方法（如Met-Flow）虽然能够提供有价值的代谢信息，但仅能覆盖部分代谢通路，因此结合其他技术手段（如单细胞转录组学和代谢组学）将有助于获得更全面的代谢数据。

研究的结论强调，全血样本在免疫代谢分析中具有重要价值，尤其是在需要减少实验干预和保持细胞生理状态的研究中。然而，对于某些特定的免疫细胞亚群，仍需注意全血与PBMCs之间的差异，以确保研究结果的准确性和可靠性。此外，研究者建议未来的研究应探索全血样本在不同刺激条件下的代谢反应，以进一步验证其在免疫代谢研究中的适用性。

本研究不仅为免疫代谢研究提供了新的样本选择，也为在资源有限的环境中开展免疫学研究提供了可行的解决方案。全血样本的广泛应用有望提高免疫代谢研究的效率，并为理解免疫细胞在不同生理和病理条件下的代谢变化提供新的视角。然而，研究者也指出，进一步的实验和技术优化是必要的，以确保全血样本在免疫代谢分析中的全面性和准确性。