单细胞解析揭示系统性硬化症临床异质性的免疫细胞异常机制

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对系统性硬化症(SSc)临床异质性的免疫学基础,通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)结合表面蛋白分析(CITE-seq)对未接受免疫治疗的21例患者外周血单个核细胞(PBMC)进行多组学解析,发现EGR1+ CD14+ 单核细胞亚群与硬皮病肾危象(SRC)相关,而具有II型干扰素特征的CD8+ T细胞亚群驱动间质性肺病(ILD)进展。研究首次揭示不同器官并发症的特异性免疫特征,为精准诊疗提供新靶点。

  

系统性硬化症(SSc)被称为"最复杂的自身免疫病",患者可能同时面临皮肤硬化、肺纤维化、肾衰竭等多器官损伤的威胁。这种"千人千面"的临床表现让医生们头疼不已——为什么有的患者突然发生致命性肾危象(SRC),而另一些患者却饱受进行性肺纤维化(ILD)折磨?更棘手的是,现有治疗手段对器官特异性并发症往往收效甚微。追根溯源,这种临床异质性背后必然隐藏着不同的免疫学机制,但传统研究方法如同"雾里看花",难以捕捉免疫细胞的细微变化。

为了破解这一难题,大阪大学医学院联合千叶大学等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。研究人员采用单细胞多组学技术,首次绘制了未经免疫治疗的SSc患者外周免疫图谱,发现EGR1+
单核细胞和特定CD8+
T细胞亚群分别是SRC和ILD的"罪魁祸首"。这项研究不仅揭示了SSc器官特异性损伤的分子机制,更为精准诊疗提供了全新生物标志物和治疗靶点。

研究团队运用三大关键技术:1) 10x Genomics平台进行单细胞转录组和表面蛋白同步检测(CITE-seq),分析21例SSc患者和6例健康对照的PBMC;2) BD Rhapsody系统对SRC患者肾脏组织和外周白细胞进行单细胞测序(Abseq);3) NanoString CosMX空间转录组技术解析3例SRC患者肾脏组织的细胞互作网络。通过建立年龄校正的milo差异丰度分析算法,实现了小样本队列的稳健分析。

单细胞图谱揭示SSc免疫格局异质性

通过CITE-seq获得238,924个细胞的转录组和43种表面蛋白数据,主成分分析显示SRC患者免疫特征向髓系细胞倾斜,而ILD患者更偏向淋巴系细胞。差异丰度分析证实CD14+
单核细胞在SRC患者中显著富集(log2
FC=+1.9),而CD8+
效应记忆T细胞在ILD患者中增加(log2
FC=+1.2)。这种"髓系-淋巴系"的分野暗示不同器官并发症存在截然不同的免疫机制。

EGR1+

单核细胞驱动肾损伤
深入分析发现SRC患者特异性存在EGR1高表达的CD14+
单核细胞亚群(CD14_EGR1),其NF-κB通路显著激活。轨迹分析显示该亚群可分化成THBS1+
巨噬细胞(THBS1_Mac),后者高表达促纤维化基因(LRG1、IL1B)并在肾活检组织中富集。空间转录组证实这些巨噬细胞与损伤的近端小管细胞(VCAM1+
PTB)形成病理微环境。临床随访发现,单核细胞EGR1表达水平与改良Rodnan皮肤评分(mRSS)和收缩压(sBP)正相关,可作为SRC进展的预警指标。

干扰素γ敏感T细胞促进肺纤维化

ILD患者外周血中鉴定出具有II型干扰素特征(ISGhi
)的CD8+
TEM_T2ISG亚群,高表达迁移受体CXCR3/CCR5。公共数据集分析显示,类似亚群(CD8_T_T2ISG)在ILD肺组织中同样富集,其干扰素γ反应通路激活程度最高(P<1×10-15
)。值得注意的是,该亚群在抗拓扑异构酶I抗体(ATA)或抗RNA聚合酶III抗体(ARA)阳性患者中更常见,这两类抗体恰好与ILD不良预后相关。

这项研究开创性地建立了SSc器官并发症的免疫特征图谱:EGR1-NF-κB轴激活的髓系细胞通过THBS1+
巨噬细胞导致肾血管损伤,而干扰素γ驱动的CD8+
T细胞通过CXCR3/CCR5介导的迁移参与肺纤维化。临床转化方面,单核细胞EGR1表达可动态反映SRC活动度,而靶向特定趋化因子受体或能阻断致病T细胞肺浸润。这些发现不仅解释了SSc临床异质性的免疫学基础,更推动了个体化治疗策略的发展——未来或可通过外周血免疫分型预测器官并发症风险,实现"精准狙击"而非"广谱轰炸"的治疗模式。

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