单细胞转录组解析免疫检查点抑制剂相关心肌炎中CXCL9+成纤维细胞与ACKR1+内皮细胞驱动的独特炎症微环境

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术，首次揭示了免疫检查点抑制剂(ICIs)诱发心肌炎的独特炎症微环境特征。研究人员发现CXCL9+成纤维细胞和ACKR1+内皮细胞通过JAK-STAT和TNFα通路驱动炎症反应，为这一高死亡率并发症提供了新的治疗靶点。该成果发表在《Journal of Translational Medicine》，为临床干预策略开发提供了重要理论依据。

　　

免疫检查点抑制剂(ICIs)的出现彻底改变了癌症治疗格局，然而其引发的免疫相关不良事件(irAE)却成为临床难题。其中，免疫相关心肌炎虽然罕见，但死亡率高达25-50%，严重威胁患者生命。目前，皮质类固醇虽是推荐的一线治疗，但部分患者反应不佳，这提示我们需要更深入地理解其发病机制。更关键的是，ICIs诱发的心肌炎可能具有不同于病毒性或自身免疫性心肌炎的独特病理特征，但这一假说缺乏直接证据支持。

中国医学科学院北京协和医院的研究团队在《Journal of Translational Medicine》发表重要成果，通过单细胞转录组技术揭示了免疫相关心肌炎的细胞和分子特征。研究人员收集了1例接受PD-1抑制剂治疗后发生心肌炎的胰腺神经内分泌癌患者的右室间隔心内膜活检样本，并以4例无心血管疾病的捐赠者心脏样本作为对照。通过10x Genomics平台进行单细胞RNA测序，获得15,639个高质量细胞。运用Seurat、Harmony等工具进行数据整合与批次校正，通过CellChat分析细胞间通讯，并利用小鼠模型数据验证人类发现。

研究首先描绘了免疫相关心肌炎的整体细胞图谱。与正常心脏组织相比，免疫相关心肌炎组织中淋巴细胞、髓系细胞和成纤维细胞比例显著增加。在淋巴细胞区室中，CD8⁺耗竭T细胞(CD8⁺Tex)和CD8⁺增殖T细胞(CD8⁺Tprolif)比例升高，且CD8⁺效应记忆T细胞(CD8⁺Tem)表现出从效应状态向耗竭状态的转变。代谢分析显示这些细胞从氧化磷酸化向糖酵解转变，支持其增殖和细胞因子合成的能量需求。

髓系细胞在免疫相关心肌炎中表现出明显的促炎特征。抗原呈递巨噬细胞比例增加，高表达CCL3、CXCL9等趋化因子基因和HLA-DRB5等MHC II类基因。轨迹分析显示CD14⁺单核细胞可分化形成LYVE1⁺巨噬细胞和抗原呈递巨噬细胞。基因集富集分析(GSEA)显示这些细胞中TNFα-NFκB信号通路、炎症反应通路激活，而氧化磷酸化通路受到抑制。细胞互作分析发现抗原呈递巨噬细胞通过TNF-TNFRSF1B、CCL3-CCR1等配体-受体对与T/NK细胞密切交流。

内皮细胞分析发现静脉内皮细胞特异性表达非典型趋化因子受体1(ACKR1)。这些细胞在免疫相关心肌炎中上调CCL2、CXCL3等趋化因子基因和FOSB、JUN等炎症相关转录因子。GO分析显示ACKR1⁺内皮细胞富集于细胞因子结合、MHC II蛋白功能等通路，在招募循环白细胞中起关键作用。

最引人注目的发现是CXCL9⁺成纤维细胞亚群，这类细胞几乎仅存在于免疫相关心肌炎组织中。转录组分析显示这些细胞高表达CXCL9、CXCL10等趋化因子和CD74等抗原呈递基因，富集于JAK-STAT和TNFα信号通路。细胞因子信号预测显示其促炎细胞因子(IFNG、IL1B等)活性升高。重要的是，CXCL9⁺成纤维细胞通过CXCL9-ACKR1等配体-受体对与静脉内皮细胞密切互作，促进趋化因子转运和白细胞招募。

小鼠模型验证证实了人类发现的可靠性。在ICIs诱发的心肌炎中，耗竭CD8⁺T细胞和Cxcl9⁺Cxcl10⁺成纤维细胞特异性富集，且髓系细胞表现出最强的M1样和促炎特征。虽然小鼠静脉内皮细胞不表达Ackr1，但内皮细胞整体仍表现出免疫调节相关通路的激活。

这项研究首次在单细胞水平系统描绘了免疫相关心肌炎的炎症微环境特征，揭示了CXCL9⁺成纤维细胞和ACKR1⁺内皮细胞作为关键效应细胞的重要作用。这些发现不仅解释了ICIs诱发心肌炎区别于其他类型心肌炎的独特病理特征，更重要的是为临床治疗提供了多个潜在干预靶点：针对ACKR1的趋化因子转运阻断、针对JAK-STAT通路的抑制剂、以及针对CXCL9⁺成纤维细胞的定向干预等。该研究为这一致命性并发症的精准治疗开辟了新途径，对改善癌症患者免疫治疗安全性具有重要意义。