SLFN4介导中性粒细胞失调在创伤性脑损伤中的作用：单细胞多组学与护理随访预后模型研究

本研究通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）、转录组学和蛋白质组学分析，揭示了创伤性脑损伤（TBI）早期SLFN4+中性粒细胞亚群的促炎表型与代谢重编程特征，并验证其作为血清生物标志物在神经预后和护理风险分层中的临床应用价值，为TBI的精准免疫干预和个体化护理提供了新视角。

　　

背景

创伤性脑损伤（TBI）是一种系统性炎症性疾病，中性粒细胞在继发性损伤中发挥关键作用。然而，中性粒细胞亚群在早期TBI免疫微环境中的表型异质性及其临床意义尚不明确，限制了其在护理预后评估和个体化护理计划中的应用。

方法

研究采用整合多组学分析策略，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）、批量转录组学和蛋白质组学，解析TBI后中性粒细胞的多样性。通过体外功能实验和TBI患者队列的血清谱分析，鉴定并验证了独特的SLFN4⁺中性粒细胞亚群。构建临床相关性分析和护理分层模型，以评估其预后价值。

结果

在损伤后24小时，scRNA-seq在小鼠脑组织中识别出四个中性粒细胞簇。其中，SLFN4⁺亚群表现出N1样极化、促炎激活以及偏向糖酵解和氧化磷酸化的代谢重编程。调节子（regulon）和伪时间分析揭示了其过渡性调控潜力。SLFN4⁺中性粒细胞通过TNF和CCL介导的信号与单核细胞/巨噬细胞 actively 交互。功能上，沉默SLFN4或STAT2可增强中性粒细胞增殖并减少炎症因子分泌。临床数据显示，TBI患者血清SLFN4水平升高与不良神经预后相关，且将其纳入复合护理风险模型后可显著提高早期预后准确性。

单细胞转录组景观

分析来自八只小鼠脑组织的单细胞RNA测序数据（GSE269748），包括四只假手术组和四只控制性皮质损伤（CCI）模型（24小时 post-injury）。经过质量控制，共保留67,993个高质量细胞。通过经典标记基因注释出14个细胞群体，包括中枢神经系统（CNS）驻留细胞、血管相关成分和免疫浸润细胞。中性粒细胞和单核细胞在TBI组中显著扩增，细胞周期分析显示中性粒细胞主要处于G2/M期。

干细胞特征与功能富集

SLFN4⁺中性粒细胞高表达干细胞相关基因（如Kdm5b、Hif1a、CD44），并富集于炎症相关生物学过程（如白细胞趋化、髓系细胞迁移）。KEGG分析显示NF-κB和TNF信号通路激活，GSEA进一步证实其参与免疫相关通路（如细菌防御、炎症信号传递）。

中性粒细胞亚群异质性

聚焦9,553个中性粒细胞，识别出四个转录 distinct 亚群：C0（Fpr1^high）、C1（Slfn4^high）、C2（Sqstm1^high）和C3（Wfdc17^high）。C1亚群在TBI组中显著扩增，并表现出最高的转录活性和N1样促炎表型。差异表达基因分析揭示C1特异性上调ISG15、SLFN4、OASL2等干扰素响应基因。

N1极化与代谢可塑性

AUCell评分显示C1中性粒细胞富集N1相关基因签名（如TNF、FAS），而N2标记（如CXCR4、ARG1）表达较低。代谢通路分析表明C1亚群显著富集糖酵解、磷酸戊糖途径和氧化磷酸化，提示其代谢重编程支持炎症效应功能。

细胞通信与调控网络

CellChat分析揭示SLFN4⁺中性粒细胞通过CCL和TNF信号通路与单核细胞/巨噬细胞广泛交互，扮演信号发送者、接收者和调解者的多重角色。SCENIC构建的转录调控网络识别出C1亚群的核心转录因子包括Stat2、Irf9、Irf8、Junb和Irf7，形成STAT-IRF-JUNB调控轴。

临床队列与护理模型

前瞻性观察研究纳入30例中度至重度TBI患者，构建复合护理预后模型，整合SLFN4血清水平、中性粒细胞-淋巴细胞比值（NLR）、格拉斯哥昏迷评分（GCS）、扩展格拉斯哥预后评分（GOSE）、Barthel指数和并发症负担。高风险患者（n=9）显示更高SLFN4水平（平均3.12 ng/mL）、更多并发症（2.8事件/患者）和更低Barthel指数（38.6±9.2）。ROC曲线证实模型预测不良预后（GOSE≤4）的AUC为0.91。基于风险分层，高风险患者接受多学科干预、动态生物标志物监测、结构化随访和个体化教育。

功能验证

在HL-60和NB4细胞系中敲低SLFN4或STAT2，证实其促进细胞增殖、迁移和克隆形成，并减少LPS刺激后的TNF-α分泌，表明SLFN4-STAT2轴负调控中性粒细胞炎症和运动性。

讨论

SLFN4⁺中性粒细胞作为TBI早期炎症反应的关键效应群体，通过促炎活化和代谢重构驱动神经免疫失调。其血清水平可作为预后生物标志物，指导护理风险分层和精准干预。研究强调多组学整合策略在 bridging 基础研究与临床护理中的应用潜力。

结论

SLFN4⁺中性粒细胞是TBI相关炎症的机制核心和临床预测因子，为免疫监测和个体化护理提供了新靶点。