遗传与环境因素对学龄双胞胎特应性相关免疫特征的调控作用研究

推荐：为解析遗传与环境因素对特应性疾病免疫特征的调控机制，研究人员利用93对学龄双胞胎队列，通过流式细胞术和体外细胞因子响应分析，发现B细胞丰度等性状受强遗传调控，而细胞因子响应主要受环境影响。该研究为靶向干预环境敏感免疫通路提供了新思路。

　　

特应性疾病（如哮喘、过敏性鼻炎）的发病机制长期困扰医学界，其典型特征包括T辅助2型细胞（T_H2）免疫记忆激活、调节性CD4⁺T细胞（T_reg）功能受损以及免疫球蛋白E（IgE）水平升高。尽管已知遗传和环境因素共同驱动疾病发展，但二者对免疫特征的具体调控机制仍不明确。尤其儿童时期作为特应性敏感化的关键窗口期，其免疫系统的可塑性更凸显研究价值。

针对这一科学难题，西澳大利亚大学（University of Western Australia）的研究团队创新性地采用学龄双胞胎队列（中位年龄10.6岁），通过比较同卵（MZ）和异卵（DZ）双胞胎的免疫特征差异，首次系统解析了遗传与环境因素对特应性相关免疫性状的调控权重。这项发表于《SCIENCE ADVANCES》的研究揭示：B细胞丰度等基础免疫特征呈现强遗传性，而过敏原响应等效应功能则主要受环境塑造，为精准干预提供了理论依据。

研究关键技术包括：1）基于93对双胞胎（45对MZ）的队列设计，通过皮肤点刺试验（SPT）和血清IgE检测定义特应性状态；2）流式细胞术结合Uniform Manifold Approximation and Projection（UMAP）降维分析16种免疫细胞亚群；3）体外用植物血凝素（PHA）、脂多糖（LPS）和屋尘螨（HDM）刺激外周血单个核细胞（PBMC），定量13种细胞因子响应；4）采用ACE模型量化遗传（A）、共同环境（C）和个体因素（E）对性状的贡献率。

主要发现如下：

免疫细胞亚群显示高度遗传性

通过ACE模型分析发现，B细胞、CD4^-T细胞（推测为CD8⁺）、常规树突细胞cDC2和嗜碱性粒细胞的丰度遗传贡献率>50%。其中B细胞在MZ双胞胎中的丰度差异显著小于DZ双胞胎（P<0.001），证实其强遗传性。而单核细胞和CD4⁺T_reg细胞丰度则更多受共同环境影响。

功能性免疫响应受环境主导

在PHA、LPS和HDM刺激实验中，除PHA诱导的干扰素γ（IFN-γ）和HDM诱导的白细胞介素1β（IL-1β）显示中等遗传性外，其余细胞因子（如LPS诱导的IL-8）主要受环境因素调控。特别值得注意的是，HDM响应呈现高度个体特异性，提示环境暴露的独特作用。

特应性相关免疫性状的遗传调控

相比非特应性个体，特应性患者显示嗜碱性粒细胞和B细胞丰度升高（P<0.01），且IgE受体（FcεR1）表达普遍上调。在MZ双胞胎中，特应性个体的嗜碱性粒细胞FcεR1表达显著高于非特应性同胞（P<0.001），而该差异在DZ双胞胎中不显著，提示该性状受遗传强烈驱动。相反，树突细胞（cDC2/pDC）的FcεR1表达更易受环境影响。

特应性效应响应的环境敏感性

针对屋尘螨（HDM）的体外响应分析发现，特应性个体显著增强T_H2型细胞因子（IL-5/IL-13）和肿瘤坏死因子（TNF）分泌。但MZ与DZ双胞胎间的响应差异无统计学意义，表明这些效应功能主要受非遗传因素调控。

这项研究通过精巧的双胞胎设计，首次在儿童群体中绘制出免疫特征的遗传-环境调控图谱。其核心价值在于揭示：虽然B细胞和嗜碱性粒细胞的基础特性由遗传决定，但过敏原响应等效应功能可通过环境干预进行调节。特别是发现树突细胞FcεR1表达的环境敏感性，为开发靶向免疫调节策略指明了新方向。研究者建议，未来可针对环境敏感通路（如HDM响应中的IL-13信号）设计精准干预方案，从而在遗传易感性背景下阻断特应性疾病进程。该成果对儿童过敏性疾病的早期防控具有重要指导意义。