单细胞多组学揭示急性心肌炎中高细胞毒性和迁移性CD57+CD8+效应T细胞的致病机制

这篇研究通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）、质谱流式（CyTOF）等技术，首次绘制了急性心肌炎（AM）患者外周免疫细胞图谱，发现克隆扩增的CD57+CD8+效应T细胞通过高表达细胞毒性分子（如GZMB、PRF1）和自然杀伤（NK）样受体（如KLRC2）驱动心肌损伤。研究揭示了白介素-18（IL-18）-CCR5信号轴和CXCL8+CD14+单核细胞的促炎作用，为暴发性心肌炎（FM）的精准免疫治疗提供了新靶点。

　　

Abstract

急性心肌炎（AM）尤其是暴发性心肌炎（FM）是一种威胁生命的炎症性疾病，但缺乏精准治疗靶点。本研究通过整合单细胞多组学技术，揭示了CD57⁺CD8⁺效应T细胞在AM中的核心致病作用。

METHODS

研究纳入40例AM患者（24例轻度，16例暴发性），采用scRNA-seq、单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq）、CyTOF和Olink蛋白质组学分析外周血单个核细胞（PBMCs）。通过体外实验和柯萨奇病毒B3（CVB3）诱导的小鼠FM模型验证机制。

RESULTS

关键发现1：CD57⁺CD8⁺效应T细胞的扩张与功能

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  单细胞转录组显示CD57⁺CD8⁺效应T细胞（高表达B3GAT1编码的CD57）在AM中显著扩增，且呈现大克隆扩增（克隆规模>100）。

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  该亚群高表达细胞毒性基因（GZMB、PRF1）、迁移相关分子（CCL4、CCL5）和NK样受体（KLRC2），而耗竭标志物（PDCD1、LAG3）低表达。

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  流式细胞术证实FM患者中KLRC2⁺CD57⁺CD8⁺细胞比例显著升高，且分泌更多颗粒酶B（GZMB）。

关键发现2：NK样表型增强致病性

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  FM患者的CD57⁺亚群高表达KLRC2（NKG2C），其与细胞毒性和迁移评分呈正相关。

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  小鼠模型中，心脏浸润的CD57⁺CD8⁺T细胞同样高表达GZMB和PRF1。

关键发现3：IL-18驱动的分化机制

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  Olink检测显示FM患者血浆IL-18水平显著升高，且与CXCL8⁺CD14⁺单核细胞频率正相关。

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  体外实验证实IL-18可诱导健康人CD3⁺T细胞分化为CD57⁺亚群，而IL-18中和抗体阻断此效应。

关键发现4：治疗靶点验证

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  小鼠模型中，IL-18结合蛋白（IL-18BP）或CCR5抑制剂马拉韦罗（Maraviroc）治疗显著改善心脏功能，减少CD57⁺T细胞浸润。

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  CCR2^-/-小鼠中，单核细胞缺失导致IL-18水平下降，心肌损伤减轻。

DISCUSSION

研究首次系统描绘了AM的免疫图谱，提出“促炎单核细胞-IL-18-CD57⁺CD8⁺T细胞-CCR5”的致病轴。靶向该通路（如IL-18抑制剂、CCR5拮抗剂）可能成为FM的新型治疗策略。局限性包括样本量较小和心脏组织数据不足，但小鼠模型与人类数据的高度一致性增强了结论可靠性。

临床意义

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  诊断价值：CD57⁺CD8⁺T细胞和血浆IL-18可作为FM的生物标志物。

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  治疗创新：靶向IL-18或CCR5的干预策略有望填补当前免疫调节治疗的空白。