哮喘患者循环嗜酸性粒细胞单细胞RNA测序揭示炎症特征及其异质性

本研究通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术，首次系统分析了哮喘患者外周血嗜酸性粒细胞(EOS)的转录组特征，发现其存在显著的炎症基因签名和异质性，尤其干扰素通路(IFN-α/γ)和抗原呈递相关基因的异常激活。该研究为理解哮喘发病机制提供了新的分子视角，并为靶向治疗开发奠定基础。

　　

哮喘作为全球最常见的慢性呼吸道疾病，影响着约10%-20%的人群，其中嗜酸性粒细胞(EOS)在发病机制中扮演核心角色。尽管已知EOS通过释放颗粒蛋白和炎症介质参与气道高反应性，但其在分子水平的异质性和转录调控机制仍不明确。传统研究受限于EOS体外培养困难和技术瓶颈，导致对这类细胞的认知远落后于其他免疫细胞。更关键的是，哮喘患者EOS是否具有独特的基因表达特征？这些特征如何与疾病严重程度相关？这些问题成为领域内亟待解决的空白点。

为解决这些问题，美国埃默里大学和儿童医疗保健亚特兰大分部的Kyndal Goss、Anne M. Fitzpatrick等团队合作，在《iScience》发表了突破性研究。他们采用单细胞RNA测序技术，对14名受试者（包括健康人、轻度和重度哮喘患者）的外周血EOS进行转录组分析，结合流式细胞术和组学分析，首次揭示了哮喘EOS存在三种转录状态，并发现其独特的炎症基因特征与干扰素通路激活显著相关。

关键技术方法包括：1）通过MACSxpress?系统从外周血快速分离高纯度(98%)EOS；2）使用10x Genomics Chromium平台构建单细胞转录组文库；3）整合Seurat算法进行聚类和差异表达分析；4）采用GSEA和Reactome数据库进行通路富集分析。

研究结果首先通过对比51,400个细胞的转录组数据，确认EOS具有区别于中性粒细胞和其他单核细胞的独特基因标签，包括CCR3、SIGLEC8等表面标志物和154个脱颗粒相关基因的富集。更引人注目的是，健康人EOS本身就存在三种转录状态：Cluster 1（64%）高表达HLA I类分子和抗原呈递基因；Cluster 2（32%）富含线粒体代谢基因；Cluster 3（4%）则呈现干扰素刺激基因(ISGs)特征，提示静息状态EOS已具备功能异质性。

在哮喘患者中，这种异质性发生显著改变：EOS整体呈现炎症基因标签，干扰素α/γ反应通路基因（如MX1、ISG15、RSAD2）表达增加2-3倍。特别是CCR3（介导EOS向炎症组织迁移的关键受体）的表达细胞比例显著升高。通过对比轻重度哮喘患者，研究发现重度哮喘EOS中ISGs（IFI6、MX1等）的表达进一步上调，且52%的炎症性Cluster 3细胞来自重度患者，提示基因表达特征与临床严重程度相关。

讨论部分指出，该研究首次在单细胞层面揭示了哮喘EOS的转录可塑性，其干扰素通路异常可能与哮喘患者抗病毒反应失调有关。临床意义在于：1）为哮喘生物标志物开发提供新靶点；2）解释了CCR3拮抗剂治疗哮喘的部分机制；3）提示EOS亚群分析可能成为疾病分型工具。局限性在于样本量较小且未分析气道局部EOS，但为后续大规模研究奠定方法论基础。这项研究不仅填补了EOS分子生物学研究的空白，更为精准医疗时代哮喘的个体化治疗提供了理论依据。