多组学联合分析揭示自闭症谱系障碍儿童外周NK和T细胞亚群中TNF相关信号通路的异常调控

本研究针对自闭症谱系障碍(ASD)儿童外周免疫紊乱机制不清的问题，通过整合转录组、蛋白质组和单细胞RNA测序技术，发现JAK3/CUL2/CARD11等50个免疫基因异常表达，并首次揭示TNF信号通路中TNFSF10(TRAIL)、TNFSF11(RANKL)和TNFSF12(TWEAK)在NK/T细胞亚群的特异性失调，为ASD免疫治疗提供新靶点。

　　

自闭症谱系障碍(ASD)是一种以社交障碍和重复行为为特征的神经发育性疾病，全球每100名儿童中就有1例患者。尽管大量研究表明ASD患者存在外周免疫异常，如细胞因子水平紊乱和免疫细胞功能失调，但背后的分子机制始终是未解之谜。更棘手的是，现有研究常因样本异质性（如年龄、种族差异）和检测方法不同导致结果矛盾，例如IL-6在ASD中既有报道升高也有降低。这种混乱局面严重阻碍了ASD精准诊疗的发展。

为破解这一难题，来自卡塔尔生物医学研究所(Qatar Biomedical Research Institute, QBRI)的研究团队开展了一项突破性研究。他们严格筛选了2-4岁阿拉伯裔ASD儿童队列，通过多组学技术首次绘制出外周免疫细胞的分子图谱，发现TNF相关信号通路在NK和T细胞亚群中的特异性失调模式。这项发表于《Genes & Immunity》的研究，不仅为ASD免疫紊乱提供了机制解释，更鉴定出JAK3等与症状严重度负相关的生物标志物。

研究人员采用三大关键技术：1）NanoString nCounter免疫耗竭面板对PBMCs（外周血单个核细胞）进行靶向转录组分析；2）Olink炎症/免疫反应靶向面板检测血浆蛋白质组；3）10X Genomics单细胞RNA测序解析免疫细胞亚群特征。所有样本来自严格匹配的卡塔尔儿童队列（48例ASD vs 24例对照）。

差异基因特征与临床相关性
通过靶向转录组分析，研究团队在ASD儿童PBMCs中鉴定出50个差异表达基因(DEGs)，其中46个基因表达下调，4个上调。尤为关键的是，JAK3、CUL2和CARD11的表达水平与ADOS-2（自闭症诊断观察量表）评分呈显著负相关（r=-0.349至-0.312）。这些基因在独立ASD血液和脑组织研究中得到验证，提示外周免疫异常可能反映中枢神经系统变化。

通路分析揭示TNF信号枢纽作用
功能富集分析显示，差异基因显著富集于淋巴细胞活化、免疫应答等通路，特别是TNF-α通过NF-κB的信号传导（p=3.5×10^-12）。蛋白质组数据进一步佐证了这一发现——ASD血浆中TNFSF10（TRAIL通路配体）、TNFSF11（RANKL通路配体）和TNFSF12（TWEAK通路配体）水平显著升高。

单细胞层面解析免疫亚群异质性
通过单细胞RNA测序，研究首次揭示不同免疫细胞亚群对TNF信号紊乱的贡献：

• B细胞与CD4⁺ T细胞：是血浆TNFSF10升高的主要来源（表达量增加1.6-1.8倍）
• CD8⁺ T细胞：呈现独特的TRAIL信号通路失调，表现为FADD（凋亡信号转导蛋白）上调而Casp8（半胱天冬酶8）下调，提示细胞凋亡/坏死性凋亡受阻
• NK细胞：同时存在RANKL信号激活（c-fos上调）和TWEAK信号抑制（NIK下调）的矛盾状态

这项研究的重要意义在于：1）建立了ASD外周免疫标志物与脑功能异常的桥梁；2）发现TNF信号通路在不同免疫亚群的特异性调控模式，为精准免疫干预提供靶点；3）JAK3等基因与症状严重度的相关性，为ASD分层诊疗奠定基础。研究也存在局限性，如未分析性别差异、缺乏纵向数据等，这些将成为未来研究的重要方向。