嗜酸性粒细胞及其活化状态在高嗜酸性粒细胞增多症相关心脏病中的作用

本研究深入探讨了嗜酸性粒细胞及其活化状态在高嗜酸性粒细胞增多症相关心脏病（HEHD）中的关键作用。通过建立创新的自身免疫性心肌炎（eoEAM）小鼠模型，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和流式细胞术，研究首次揭示心脏浸润的嗜酸性粒细胞呈现1型活化状态（高表达CD274/PD-L1），并证实其缺失（ΔdblGATA小鼠）可显著减轻心脏炎症与损伤。研究不仅明确了嗜酸性粒细胞的致病必要性，还通过体外实验证明干扰素γ（IFNγ）和脂多糖（LPS）可诱导其1型极化，为靶向治疗提供了新思路。

　　

背景

心脏并发症是高嗜酸性粒细胞增多症（HES）患者发病和死亡的主要原因，但其机制，特别是嗜酸性粒细胞如何导致心脏损伤，尚不明确。本研究旨在利用新开发的小鼠模型，深入探究嗜酸性粒细胞及其活化状态在此过程中的作用。

方法

研究采用高嗜酸性粒细胞（IL-5tg）小鼠模型，通过用来自心肌肌球蛋白重链（MyHCα）的 myocarditic 肽段（M肽）或对照肽段（C肽）进行免疫挑战，诱导高嗜酸性粒细胞增多症相关心脏病（eoEAM）。通过组织学、免疫组化、流式细胞术及外周血细胞和生物标志物检测评估疾病结果。利用嗜酸性粒细胞缺陷型（ΔdblGATA）小鼠确定嗜酸性粒细胞的依赖性。对心脏来源的单细胞进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），以评估细胞组成、活化状态和表达谱。体外研究使用骨髓来源的嗜酸性粒细胞（BMDeos），用细胞因子和病原体相关分子模式（PAMP）刺激，随后通过流式细胞术评估其活化标志物。

结果

嗜酸性实验性自身免疫性心肌炎（eoEAM）模型

用 myocarditic 肽（M）挑战的高嗜酸性粒细胞小鼠出现了富含嗜酸性粒细胞的炎症浸润，并与心肌细胞损伤相关，而对照肽（C）挑战的小鼠则无此现象。疾病外显率（59%）和严重程度在嗜酸性粒细胞缺陷型（ΔdblGATA）小鼠中显著降低。血清中细胞游离DNA（cfDNA）和心肌肌钙蛋白（cardiac troponin-I）水平升高，证实了心肌细胞损伤的存在。

嗜酸性粒细胞在心脏炎症中的作用

与IL-5tg小鼠相比，ΔdblGATA/IL-5tg小鼠的心脏炎症发生率（24% vs 74%）和严重程度均显著降低。组织学显示，炎症评分与嗜酸性粒细胞主要碱性蛋白（MBP）染色评分高度相关（Spearman r=0.75），表明嗜酸性粒细胞是心脏炎症的关键介质。

单细胞RNA测序分析

scRNA-seq揭示了心肌炎小鼠心脏中髓系细胞（单核/巨噬/树突状细胞）、中性粒细胞、T细胞和嗜酸性粒细胞的富集。对嗜酸性粒细胞的深入分析发现，其上调基因与1型细胞活化（如CD274/PD-L1）、补体激活和病原体相关分子模式识别相关。基因表达模式与1型极化（或活化）表型一致。单核/巨噬/树突状细胞和中性粒细胞也显示出独特的活化基因特征，并且这种活化在嗜酸性粒细胞缺失的小鼠中未出现，表明嗜酸性粒细胞是其他免疫细胞活化的必要条件。

细胞活化状态的蛋白水平验证

流式细胞术分析证实，在组织学显示炎症的小鼠心脏中，表达表面CD274（PD-L1，1型标志物）的嗜酸性粒细胞和中性粒细胞比例显著增加，而CD101（2型标志物）的表达无显著变化。脾脏中的细胞无此变化，提示活化是心脏局部微环境特异性的。

体外嗜酸性粒细胞活化

体外实验表明，用IFNγ或LPS刺激骨髓来源的嗜酸性粒细胞（BMDeos）可浓度依赖性地显著诱导CD274的表达，成功复现了体内观察到的1型活化状态。

讨论

本研究成功应用并优化了eoEAM模型，填补了高嗜酸性粒细胞增多症相关心脏病临床前模型的空白。结果明确证实嗜酸性粒细胞是心脏炎症和损伤的必要因素，而非保护性因素。scRNA-seq和流式细胞术首次揭示心脏浸润的嗜酸性粒细胞呈现1型活化表型（高表达PD-L1），其形成可能由局部炎症微环境（如IFNγ和细菌产物LPS）驱动。这一发现将嗜酸性粒细胞的角色从同质群体细分为具有特定功能的亚群，为理解其在不同疾病中的双重（保护/破坏）作用提供了新视角。PD-1/PD-L1通路在非嗜酸性粒细胞性心肌炎中通常具有心脏保护作用，而本研究在嗜酸性粒细胞上发现其活化标志，提示了其功能的高度情境依赖性，对开发针对特定致病性嗜酸性粒细胞亚群的精准疗法具有重要指导意义。未来研究需在患者活检中验证这些发现，并深入探索PD-L1⁺嗜酸性粒细胞的具体机制。