单细胞转录组分析揭示了HIV长期非进展者的免疫学适应性

《Journal of Virology》：Single-cell transcriptome profiling reveals immunological fitness of HIV long-term non-progressors

长期非进展者（LTNPs）与典型进展者（TPs）的免疫特征研究显示，LTNPs的CD4+ T细胞中未激活细胞比例更高，且CD8+ T细胞中效应细胞比例较低。多组学分析发现，LTNPs的T细胞亚群在激活、细胞毒性和炎症反应评分上显著低于TPs，同时迁移、翻译和抗病毒通路表达下调。单细胞转录共表达网络分析（hdWGCNA）揭示LTNPs innate免疫模块增强，而B细胞和细胞毒性相关模块减弱。HIV RNA+细胞在TPs中更频繁出现且分布更广，而LTNPs中仅3例，集中于CD4+ T细胞。这些转录特征提示LTNPs存在免疫稳态，可能为功能性治愈提供新靶点。

　　
慢性HIV感染中，长期不进展者（LTNPs）展现出独特的免疫调节特征，其疾病进展缓慢或停滞与普通进展者（TPs）形成鲜明对比。通过单细胞RNA测序技术，研究团队系统解析了LTNPs与TPs在T细胞亚群及转录组特征上的差异，并探讨了这些差异对HIV控制的影响。

**免疫细胞亚群分布差异**
研究选取12名个体（4名LTNPs、4名TPs、4名健康捐赠者），通过单细胞测序发现：LTNPs的CD4+ naive T细胞比例显著高于TPs（p<0.05），而TPs的CD4+效应-GZMK细胞比例更高。在CD8+ T细胞中，TPs的效应-GNLY细胞比例显著高于LTNPs和健康捐赠者。值得注意的是，LTNPs的CD4+和CD8+ T细胞均表现出较低的免疫激活、细胞毒性及炎症反应评分，提示其免疫状态更为稳定。

**转录组特征与功能通路分析**
通过差异表达基因（DEGs）分析和泛癌条目（GO）富集分析，LTNPs与TPs的转录模式呈现显著分化。在CD4+ T细胞中，LTNPs的DEGs主要涉及迁移、翻译和抗病毒通路下调，同时保留早期激活标志物（如JUNB、JUND）。这与TPs中过度激活的细胞毒性基因（如GZMB、GNLY）及炎症相关基因（如IFI44L）的高表达形成对比。在CD8+ T细胞中，LTNPs的免疫激活和细胞毒性评分同样低于TPs，且DEGs富集于核糖体生物合成、rRNA代谢等翻译相关通路，提示代谢活性较低。

**模块化分析揭示网络级差异**
高维加权共表达网络分析（hdWGCNA）构建了9个共表达模块，其中LTNPs在青色（innate immunity）和棕色（免疫调节）模块的表达评分显著高于TPs，而绿色（NK细胞毒性）和黄色（B细胞活化）模块得分降低。青色模块包含天然免疫信号通路基因，如Toll样受体相关基因；棕色模块则涉及细胞因子和趋化因子分泌。这种模块表达差异表明，LTNPs的免疫网络更倾向于激活天然免疫防御并维持平衡的促炎状态，而非过度激活。

**潜伏病毒库的转录特征**
通过HIV RNA+细胞筛选，发现TPs中存在更多HIV RNA+细胞（33个 vs. LTNPs的3个），且主要富集于CD4+记忆T细胞和部分CD8+亚群。值得注意的是，LTNPs的HIV RNA+细胞多分布于CD4+ naive和中央记忆亚群，而TPs的病毒RNA+细胞分布更广泛，包括B细胞、单核细胞等。转录组分析显示，LTNPs的HIV RNA+细胞呈现更高的翻译相关基因（如RPL37）和核苷酸感知基因（如ZC3HAV1）表达，提示病毒潜伏感染可能与细胞代谢状态相关。

**潜在机制与临床意义**
1. **免疫稳态维持**：LTNPs的CD4+ naive T细胞比例高，可能通过维持免疫系统的“干may?”状态（即低代谢、低耗能）减少过度免疫激活。研究发现，LTNPs的T细胞普遍抑制了迁移和翻译相关基因表达，这可能与CD8+效应细胞中GZMK等基因的上调形成对比，后者常与病毒清除能力相关。
2. **抗病毒通路下调**：GO分析显示，LTNPs的免疫激活和炎症通路显著下调，而应激和分化相关通路上调。这种平衡可能避免免疫过度消耗（如代谢压力）同时保留基础抗病毒能力。
3. **病毒潜伏库特征**：LTNPs中HIV RNA+细胞局限于CD4+亚群且表达翻译相关基因，提示其可能通过抑制病毒复制相关基因表达维持潜伏状态。而TPs中病毒RNA+细胞分布更广，可能与免疫耗竭导致的组织微环境改变有关。

**研究局限与未来方向**
样本量较小（每组4人）和横断面设计限制了结论的推广性。此外，单细胞测序对病毒RNA的检测存在技术限制（如poly-A捕获偏差），无法区分整合态病毒与复制活跃的病毒。未来研究可结合纵向随访和功能实验（如体外病毒抑制实验），深入探讨LTNPs免疫稳态的具体机制，例如天然免疫信号通路（如NLRP3炎症小体）对病毒潜伏的调控作用，以及翻译抑制是否通过调控宿主代谢影响病毒复制。

**总结**
该研究首次通过单细胞多组学整合，揭示了LTNPs免疫系统的网络级调控特征：通过维持免疫稳态、抑制过度激活、优化病毒潜伏库的代谢微环境，实现长期HIV控制。这些发现为设计靶向LTNP特征的功能性治愈策略提供了理论依据，例如开发增强天然免疫的疫苗佐剂，或通过代谢调节药物（如mTOR抑制剂）抑制病毒潜伏库的异常激活。此外，对HIV RNA+细胞在CD8+非记忆亚群中的分布差异的解析，可能为精准靶向潜伏病毒库提供新的靶点选择。