单细胞V(D)J测序揭示多菌型麻风患者外周血免疫组库特征及其临床意义

《Scientific Data》：A single-cell V(D)J sequencing dataset of peripheral blood cells in multibacillary leprosy

本研究针对多菌型麻风（Multibacillary leprosy）患者外周血免疫组库特征不清的问题，通过单细胞V(D)J测序技术对5例患者和5例健康对照的外周血单个核细胞进行T细胞受体（TCR）和B细胞受体（BCR）全面分析。研究发现麻风分枝杆菌（M. leprae）感染会导致TCR V-J基因配对偏好性改变（如TRAV9-2/TRAJ31等组合显著富集），并鉴定出患者特有的共享CDR3序列（如TRAV27/TRAJ28组合仅存在于患者组）。该数据集为阐明麻风发病机制提供了首个免疫组库资源，对实现WHO"2030年零麻风"目标具有重要临床价值。

　　

在人类与传染病抗争的历史长河中，麻风病（Leprosy）作为一种由麻风分枝杆菌（Mycobacterium leprae, M. leprae）引起的古老传染病，至今仍在全球范围内构成重大公共卫生挑战。根据世界卫生组织（WHO）最新报告，2023年全球新增麻风病例高达182,815例，其中约5%的新病例出现二级残疾，耐药菌株的传播更是为疾病防控雪上加霜。多菌型麻风（Multibacillary leprosy）作为最严重的临床类型，其特征为弥漫性皮肤损伤、细菌广泛传播和免疫抑制状态，但导致免疫逃逸的关键机制尚未完全阐明。

尽管既往研究已证实调节性T细胞（Treg）、TCRγδ⁺FoxP3⁺细胞等免疫抑制细胞在M. leprae感染中的作用，但适应性免疫的核心——T细胞受体（TCR）和B细胞受体（BCR）的克隆特异性变化规律始终是研究空白。免疫组库（Immune Repertoire, IR）的多样性由TCR和BCR的V(D)J基因重排决定，其CDR3区域直接介导抗原识别，因此解析多菌型麻风患者的免疫组库特征对揭示发病机制、开发新型生物标志物至关重要。

为此，昆明医科大学第一附属医院李雨烨团队在《Scientific Data》发表了题为"A single-cell V(D)J sequencing dataset of peripheral blood cells in multibacillary leprosy"的研究论文。该研究首次通过单细胞V(D)J测序技术对5例未治疗多菌型麻风患者和5例健康对照的外周血单个核细胞（PBMCs）进行高通量测序，构建了包含38,005个T细胞和8,831个B细胞的免疫组库数据库。

关键技术方法包括：①严格筛选18-50岁未治疗多菌型麻风患者与匹配健康对照（均排除合并感染及自身免疫性疾病）；②通过10x Genomics单细胞V(D)J试剂盒构建TCR/BCR文库，Illumina NovaSeq 6000平台进行测序；③使用CellRanger v7.1.0进行序列比对，GIANA v4.1进行CDR3聚类分析；④采用SPSS 26.0进行统计学差异检验。

免疫组库特征分析

研究首先比较了两组间五种免疫球蛋白链（TRA、TRB、IGH、IGK、IGL）的表达比例，发现TCR组库在两组中均占主导地位，但链间分布无显著差异。

TCR V-J基因组合偏好性

通过Circos图可视化分析发现，健康对照组中TRAV1-2与TRAJ33、TRBV28/TRBV20-1与TRBJ2-1/TRBJ2-7呈现保守配对模式。而多菌型麻风患者组出现特异性V-J组合富集，其中TRAV9-2/TRAJ31、TRAV9-2/TRAJ57等10对组合显著上调（P<0.05）。尤为重要的是，TRAV27/TRAJ28组合仅存在于患者组，提示其可能作为M. leprae感染的特异性标志。

共享CDR3序列鉴定

CDR3长度分布分析显示两组间无显著差异。通过跨个体共享序列筛选，在患者组中鉴定出283条TCRα、215条TCRβ、81条IGK和47条IGL共享CDR3序列，而IGH链未发现共享序列。GIANA聚类分析进一步揭示这些共享序列可形成特异性簇群，提示其可能识别共同抗原表位。

本研究首次系统描绘了多菌型麻风患者外周血免疫组库图谱，揭示了M. leprae感染导致的特异性TCR V-J配对偏倚和共享CDR3序列特征。这些发现不仅为理解麻风免疫逃逸机制提供了新视角，更为开发早期诊断生物标志物和疫苗靶点奠定了理论基础。该数据集已存储于国家基因组科学数据中心（GSA-human: HRA009045/HRA009275），为实现WHO"2030年零麻风"目标提供了重要的科研资源。