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乳糜泻（CeD）是一种复杂的自身免疫性小肠疾病。为深入探究其发病机制，新疆维吾尔自治区人民医院的研究人员开展了单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）研究。结果发现了新的生物标志物和潜在治疗靶点，这对理解 CeD 发病机制及诊疗意义重大。
乳糜泻（Celiac disease，CeD）是一种令人头疼的自身免疫性小肠疾病，主要由遗传易感个体摄入麸质蛋白引发。全球有不少人深受其扰，可别小瞧它，要是诊断和治疗不及时，会带来各种并发症，甚至增加患恶性肿瘤的风险。以往的全基因组关联研究（GWAS）和转录组分析，虽然对揭示 CeD 的分子机制有帮助，但它们就像 “近视眼看世界”，没办法精准捕捉单个细胞间的遗传差异。所以，为了能更深入地了解 CeD 的发病机制，找到诊断和治疗的生物标志物，新疆维吾尔自治区人民医院的研究人员踏上了探索之旅。
研究人员精心挑选了 3 名新确诊且未接受过治疗的 CeD 患者，还找了 3 名年龄、性别和种族都匹配的健康人作为对照。他们从患者和对照的十二指肠组织中获取样本，开启了单细胞转录组测序（scRNA - seq）的研究。最终，研究成果发表在了《Scientific Reports》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是样本处理，对活检样本进行清洗、消化等一系列操作，获取符合标准的单细胞悬液；接着用 10x Genomics Chromium? Single Cell Controller 测序平台构建测序文库并测序；之后利用 Cell Ranger、R 软件等进行单细胞数据处理和细胞亚群注释，还通过免疫组化（IHC）和定量聚合酶链反应（qPCR）来验证相关基因。
下面看看具体的研究结果：
- 单细胞转录组分析确定细胞群体谱：研究人员借助 10x Genomics 平台进行 scRNA - seq 分析，构建了 CeD 患者和对照十二指肠组织的单细胞转录组谱。经过质量控制，保留了 21,080 个细胞的转录组数据。通过分析，鉴定出 10 种不同的细胞亚群，包括 3 种上皮和基质细胞以及 7 种免疫细胞。而且，不同细胞类型在 CeD 患者和对照组织样本中的比例、亚群差异和基因表达模式都不一样，这充分体现了 CeD 患者小肠组织的细胞异质性12。
- T 细胞区室的异质性：分析 15,260 个 T 细胞的单细胞转录组数据后，发现了 13 个细胞亚群，主要分为 CD4+和 CD8+T 细胞。CeD 患者和对照的 T 细胞聚集在不同区域，功能特性差异明显。研究还筛选出 ETS1、TRAT1 和 BCL11B 这几个基因，经免疫组化和 qPCR 验证，它们在 CeD 患者小肠组织上皮内淋巴细胞中表达增加，有望成为 CeD 的诊断标志物345。
- CD4+T 细胞亚群中 IFIT 基因家族的过表达：CD4+T 细胞在 CeD 发病中起着关键作用。研究人员识别出 4 种不同的 CD4+T 细胞簇，其中 C3_CD4+T 细胞亚群中 IFIT 家族基因显著过表达。GO 富集分析表明，该亚群主要参与病毒防御的生物学过程，这可能和 CeD 患者接触麸质、病毒感染或肠道微生物组变化有关678。
- CD8+T 细胞中细胞毒性和 T 细胞耗竭相关基因的上调：9457 个 CD8+T 细胞聚集成 6 个亚群。CeD 患者的 CD8+T 细胞在 C2_CD8、C3_CD8、C4_CD8 和 C6_CD8 簇中占主导。不同亚群表达不同的基因，有些和细胞毒性相关，有些和 T 细胞耗竭相关，还有些和特定的信号通路有关91011。
- 炎症 / 感染通路与 CeD 发病的关系：对不同细胞类型的差异表达基因（DEGs）进行功能富集分析，发现与感染和炎症相关的通路，如爱泼斯坦 - 巴尔病毒感染、人类巨细胞病毒感染等，广泛存在于多种细胞群体中，这说明这些通路和 CeD 发病密切相关1213。
- 非 HLA 易感基因的差异表达分析：虽然 HLA - DQ2/DQ8 基因和 CeD 有关，但还有其他遗传因素参与发病。研究人员对 118 个非 HLA CeD 易感基因进行分析，发现其中 20 个在至少一种细胞类型中显著差异表达，涉及 T 细胞、B 细胞等多种细胞，表明这些细胞可能是参与 CeD 发生的主要细胞群体141516。
在讨论部分，研究人员提到，这项研究首次在单细胞水平揭示了中国成年 CeD 患者的分子特征，这对于理解小肠细胞的异质性和 CeD 的潜在发病机制至关重要。研究还发现 T 细胞在 CeD 发病中作用重大，CD4+T 细胞和 CD8+T 细胞的亚群都参与了疾病进程。而且，通过调节 Treg 细胞的稳态，干预 CD28/CTLA - 4 通路，或许能成为治疗 CeD 的新策略。不过，研究也存在一些不足，比如样本量小、缺乏纵向数据分析等。但总体来说，该研究成功构建了 CeD 小肠组织的单细胞转录组表达谱，为后续研究奠定了基础，未来还可以对特定亚群进行细胞分选，进一步验证其表型和功能。
