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为探究中性粒细胞在自身免疫性疾病中的动态变化，大阪大学研究人员对显微镜下多血管炎（MPA）患者进行单细胞转录组和表面蛋白质组分析。结果发现 MPA 患者存在两种增加的中性粒细胞群，且血清 IFN-γ 水平可预测疾病复发，为临床诊疗提供新方向。
在人体的免疫系统中，中性粒细胞是保卫健康的重要 “卫士”，它们时刻警惕，通过吞噬病原体、释放炎症细胞因子等方式抵御外界入侵。然而，在自身免疫性疾病的战场上，这些 “卫士” 却可能出现异常，成为破坏身体的 “帮凶”。抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）相关血管炎就是这样一类疾病，其中显微镜下多血管炎（MPA）是典型代表。以往研究对中性粒细胞在这类疾病中的多样性了解不足，也难以将单细胞研究成果应用到临床。为了揭开中性粒细胞在自身免疫性疾病中的神秘面纱，大阪大学的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Nature Communications》上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们收集了新发病未治疗的 MPA 患者和健康供体的外周血白细胞样本，采用单细胞转录组和表面蛋白质组分析技术（Abseq），对细胞进行全面 “解码”。同时，借助 Milo 进行差异丰度分析，利用 Monocle3 进行伪时间分析，以及运用 Nichenet 进行细胞 - 细胞相互作用分析，从多个角度深入探究中性粒细胞的特性。
研究结果
- 白细胞亚群分析：通过对健康供体和 MPA 患者白细胞的 Abseq 分析，研究人员发现 MPA 患者中 Neutrophil_1 群体比例显著升高，Eosinophil/Basophil 群体比例显著降低，多数外周血单个核细胞（PBMC）亚群比例也明显下降。此外，MPA 患者中活化的 CD14 单核细胞（CD14Mono_Activated）亚群比例更高。
- 中性粒细胞亚群多样性：基于已知标记基因的 RNA 表达，研究人员将中性粒细胞分为 7 个亚群。MPA 患者中未成熟中性粒细胞（Neu_Immature）和具有 II 型干扰素特征基因的中性粒细胞（Neu_T2ISG）亚群比例显著增加，成熟中性粒细胞（Neu_Mature）亚群比例下降。模块评分分析表明，不同刺激条件下的中性粒细胞与相应亚群存在对应关系。
- 差异基因表达和功能特征：研究发现，MPA 患者与健康供体中性粒细胞相比，有 59 个差异表达基因（DEGs），其中 28 个与 IFN-γ 信号通路相关。Neu_T2ISG 亚群富含 IFN 信号通路相关基因，Neu_Immature 亚群则在中性粒细胞脱颗粒通路富集。此外，不同中性粒细胞亚群在功能相关基因表达上存在差异。
- Neu_T2ISG 亚群特征：伪时间轨迹映射显示 Neu_T2ISG 亚群从 Neu_Mature 亚群分化而来，是终末分化亚群。细胞 - 细胞相互作用分析表明，CD8+T 细胞分泌的 IFN-γ 和 CD14+单核细胞分泌的 TNF 可影响 Neu_T2ISG 亚群基因表达。IFN-γ 和 TNF 刺激可上调中性粒细胞表面 FcγR 表达，促进 MPO 暴露。
- IFN-γ 和 TNF 对中性粒细胞激活的协同作用：IFN-γ 和 TNF 预刺激可延长中性粒细胞存活时间，增强 MPO-ANCA 诱导的活性氧（ROS）产生和中性粒细胞胞外陷阱（NET）形成。体外刺激实验表明，IFN-γ 和 TNF 联合刺激诱导的中性粒细胞亚群对 MPO-ANCA 刺激更敏感。
- IFN-γ 在 MPA 发病机制中的临床影响：通过对 MPA 患者 IFN-γ 反应基因表达的分析，研究人员发现部分患者高表达 Neu_T2ISG 亚群特征基因，且疾病持续时间更长，治疗后症状更难缓解。血清 IFN-γ 水平与 MPO-ANCA 水平、C 反应蛋白（CRP）水平正相关，与血红蛋白和白蛋白水平负相关，且新发病患者血清 IFN-γ 水平更高，发病时血清 IFN-γ 水平高的患者更易复发，可用于预测疾病复发。
研究表明，Neu_T2ISG 是 MPA 患者中一种独特的中性粒细胞亚群，由 IFN-γ 和 TNF 刺激产生，可增强 MPO-ANCA 诱导的 NET 形成。血清 IFN-γ 水平可作为预测 MPA 疾病复发的生物标志物，为临床治疗方案的制定提供了重要参考，有助于实现个性化治疗。不过，该研究也存在一定局限性，如未评估种族差异，未分析其他疾病对照组的中性粒细胞特征。未来研究可进一步拓展样本范围，深入探究这些问题，为自身免疫性小血管炎的诊疗带来更多突破。
