单细胞测序联合免疫相关基因分析揭示白塞病新型诊断标志物及单核细胞关键作用

本研究针对白塞病(BD)缺乏明确病因和临床诊断标志物的难题，通过整合单细胞测序(scRNA-seq)和批量转录组(bulk-seq)数据，系统解析了BD免疫浸润特征，发现单核细胞是疾病发生发展的关键触发细胞。研究人员采用WGCNA和LASSO回归筛选出5个新型诊断基因(NRTN、TRDJ1、IGLV4-69、PDIA2、AVPR1A)，并通过小鼠模型验证其表达特征。该研究为BD的机制阐释和精准诊断提供了重要依据，相关成果发表于《Scientific Reports》。

　　

白塞病(Beh?et's Disease, BD)作为一种系统性血管炎症性疾病，以反复口腔生殖器溃疡、皮肤病变和葡萄膜炎为特征，在亚洲和中东地区高发。这种累及多器官的复杂疾病，其发病机制至今未明，临床诊断主要依赖经验性标准ICBD（国际白塞病诊断标准），缺乏客观的实验室指标。更棘手的是，尽管CT、MRI等影像技术能检测血管炎病变，但对早期诊断帮助有限。这种现状促使科学家们不断探索新的分子标志物和发病机制。

针对这一临床痛点，来自卡内基梅隆大学、贝尔法斯特女王大学和中国药科大学的研究团队开展了一项创新性研究。他们通过整合单细胞测序和批量转录组技术，首次系统描绘了BD的免疫细胞图谱，锁定单核细胞为疾病发生的"始动细胞"，并筛选出5个具有高诊断价值的基因标志物。这项发表于《Scientific Reports》的研究，为BD的精准诊疗提供了全新视角。

研究团队运用了多项关键技术：从GEO数据库获取BD患者外周血单细胞数据(GSE198616)和批量转录组数据(GSE198533等)；采用CIBERSORT算法进行免疫浸润分析；通过Seurat软件完成单细胞质量控制与聚类；运用WGCNA构建基因共表达网络；结合LASSO回归筛选诊断标志物；最后通过α-肌球蛋白诱导的BD小鼠模型进行实验验证。

免疫细胞景观分析
通过CIBERSORT算法分析发现，BD患者外周血中单核细胞比例显著升高，而B记忆细胞和NK静止细胞减少。单细胞测序进一步证实，单核细胞在BD中不仅数量增加，其细胞状态也发生显著改变，scDist分析显示单核细胞是受扰动最严重的细胞亚群。

单细胞轨迹与通讯分析
伪时间分析揭示单核细胞位于分化轨迹的起始端，Scissor算法显示其与BD表型呈强正相关。CellChat分析发现单核细胞通过BAFF（B细胞激活因子）、胆固醇、SEMA4和PECAM等通路与其他免疫细胞广泛交流，特别是胆固醇通路可激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β和IL-18分泌。

生物标志物筛选与验证
研究团队通过WGCNA筛选出与BD最相关的"鲑鱼模块"（含2,433个基因），与差异表达基因和ImmPort免疫基因集取交集后获得13个关键基因。LASSO回归最终确定5个诊断标志物：AVPR1A（精氨酸加压素受体1A）、IGLV4-69（免疫球蛋白λ可变区）、NRTN（神经调节蛋白）、PDIA2（蛋白质二硫键异构酶）和TRDJ1（T细胞受体δ链）。这些标志物在独立数据集GSE17114中验证显示，联合NRTN、PDIA2和AVPR1A的诊断AUC达0.71。

动物模型验证
α-肌球蛋白诱导的BD小鼠表现出典型结肠炎和关节炎症状，qPCR证实NRTN、PDIA2表达上调而AVPR1A下调，与生物信息学预测一致。免疫组化显示关节和结肠组织中TNF（肿瘤坏死因子）和NLRP3（NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3）表达显著升高，印证了单核细胞介导的炎症反应。

这项研究的突破性发现主要体现在三个方面：首先，首次在单细胞分辨率证实单核细胞是BD发病的"触发器"，其通过胆固醇-NLRP3-IL-1β轴驱动炎症级联反应；其次，创新的多组学整合策略筛选出的5个标志物，为临床诊断提供了新工具；最后，AVPR1A的异常表达模式提示其可能与BD肠道并发症向癌症转化相关，为后续研究开辟了新方向。

值得注意的是，诊断标志物在不同免疫相关疾病中呈现差异化表达：TRDJ1和IGLV4-69在BD和脓毒症中均下调，而AVPR1A在关节炎中反而上调。这种"分子指纹"特征有望用于BD的鉴别诊断。研究者也指出，未来需要在更大临床队列中验证这些标志物的稳定性，并深入探索单核细胞靶向治疗的可行性。这项研究为理解BD的免疫机制树立了新范式，其整合多组学与机器学习的方法论，也为其他复杂疾病研究提供了宝贵借鉴。