CD8+ T效应记忆细胞中GZMK+与GZMB+比值界定免疫衰老轨迹并关联健康结局

《Immunity》：Single-cell analyses of global cohorts outline determinants of immune aging and link the ratio of GZMK+ to GZMB+ Tem cells to health trajectories

　　

人类免疫衰老具有异质性，随着年龄增长免疫反应差异日益增大。研究人员整合了七个大规模公开的外周血单个核细胞（PBMC）单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据集以及一个新生成队列，共涵盖2609名表面健康个体，年龄、祖先背景与生物性别多样。研究人员在59个免疫群体中识别出保守与队列特异的年龄相关重塑，以及性别与祖先依赖的免疫差异。CD8+ T细胞是衰老异质性的主要驱动者，其中GZMK+/GZMB+效应记忆（Tem）比值可区分健康与病理相关衰老轨迹。该比值反映由慢性病毒感染（包括CMV）与疾病相关免疫失调驱动的免疫重塑，且主要驱动因素在不同人群间不同。四个队列的蛋白质组学分析显示，Tem GZMB+血浆特征与炎症衰老（inflammaging）、自我报告健康状况差、全因死亡以及免疫相关、代谢性与心血管疾病风险增加相关。这些发现定义了可用于监测和指导健康衰老干预的临床相关免疫决定因素。

研究背景方面，人类免疫衰老受遗传、环境、生活方式影响而高度异质，老年队列中慢性病史难以完全排除，潜伏或既往感染如巨细胞病毒（CMV）与EB病毒（EBV）会改变免疫组成，传统流式细胞术原始数据稀缺且跨队列标准化困难，导致免疫衰老研究结论常不一致。为克服这些限制，研究人员利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）可公开获取、跨队列整合更可行的优势，开展全球多队列PBMC整合分析，以识别可重复的免疫衰老特征并关联健康结局。该研究发表于《Immunity》，具有重要意义：其建立了大规模统一注释的免疫衰老单细胞资源，并提出可量化、可转化的CD8⁺ Tem GZMK⁺/GZMB⁺比值作为健康轨迹标志物。

关键方法上，研究人员整合八个PBMC scRNA-seq队列：ABF300、OneK1K、UCSF、CIMA、Sound Life、SPAC、AIDA及King’s College London（KCL）新队列；统一再注释为59个免疫细胞类型；用线性模型分析年龄、性别、祖先对群体比例影响；用方差划分解析队列、年龄、性别、祖先贡献；基于CD8⁺ T亚群比例做主成分分析（PCA）；以CMVerify推断CMV血清状态；对ABF300、KCL、Sound Life、ALTRA做Olink血浆蛋白质组学并建LASSO模型；在UK Biobank中做死亡率与疾病事件生存分析。

研究结果如下。构建跨人群单细胞资源：通过整合八队列2609人、约1239万细胞并统一注释59类免疫细胞，建立可交互分析资源。跨多队列一致免疫衰老决定因素：研究人员发现MAIT细胞随龄一致下降，CD4⁺/CD8⁺ T比值上升，胸腺退化表现为近期胸腺移居细胞（RTE）与CD8⁺ naive T下降，记忆T向type 2偏移，CD8⁺ Tem GZMK⁺与GZMB⁺均随龄上升；年龄时钟中RTE与CD8⁺ naive特征重要性最高。解析免疫细胞变异决定因素：方差划分显示队列身份解释最多变异，年龄对CD8⁺ T亚群影响最强，祖先与性别以年龄依赖方式塑造特定群体。CD8⁺ T细胞揭示两种免疫衰老模式：PCA显示老年个体分向Tem GZMB富集与Tem GZMK富集两顶点，Tem GZMK⁺/Tem GMB⁺比值刻画健康与病态老化光谱。Tem GZMK⁺/Tem GZMB⁺比值的影响因素：CMV阳性、并发症、SLE等疾病降低该比值；CMV与疾病状态分别在不同队列解释更多方差，说明比值由慢性病毒感染与免疫失调共同塑造。跨物种比较：小鼠GZMK⁺ CD8⁺ T为终末炎症/耗竭样组织相关群；人血GZMK⁺ Tem为中间分化态，GZMB⁺ Tem更接近终末分化，组织里PDCD1⁺TOX⁺GZMK⁺才是小鼠Taa对应群。循环Tem GZMB⁺细胞关联独特血浆蛋白谱：Tem GZMB⁺比例与GZMH、KLRD1、GNLY、GZMA、FCRL6等血浆蛋白正相关，据此建模型可在UK Biobank估测其丰度并与CRP、IL-6、自评健康差相关。升高GZMB⁺ Tem细胞关联死亡与系统性疾病：高预测Tem GZMB⁺在40至70岁各组预测全因死亡，并增加败血症、自身免疫病、肝病、肾衰、2型糖尿病、高血压等发病风险，但不预测神经退行病。

讨论部分总结：研究人员指出年龄相关变化归为胸腺退化、免疫激活升高、type 2偏移与Tem GZMK⁺/GZMB⁺比值四类；胸腺退化是生物年龄核心轴；scRNA-seq比经典门控更可靠界定GZMK/GZMB群；CMV主要影响年轻个体免疫组成；Tem GZMK⁺偏健康基线，Tem GZMB⁺扩张驱动比值下降并连炎症与病死；跨物种中GZMK生物学意义不同；局限为祖先覆盖不均、仅外周血、UKBB为间接推断、最长寿老年来自单队列、缺纵向与用药数据。

研究结论部分翻译：在此，研究人员整合七项公开与一项新生成PBMC队列（188供体），共2609名参与者和12394834个细胞，确立人类免疫衰老可重复特征及其与性别和祖先的关系；两个队列220人新生成血浆蛋白质组学结合公开数据，将单细胞变化与临床特征有意义关联。广义上年龄相关变化分四类：其一由胸腺退化驱动，表现为RTE、CD8⁺ naive T与naive γδ T下降，CD8⁺ T记忆KLRC2⁺随龄减少，年龄时钟以RTE与CD8⁺ naive为主特征，提示胸腺退化是生物年龄中枢轴；其二HLA-DR⁺ CD4⁺/CD8⁺ T随龄增加提示免疫激活与炎症衰老；其三各队列均见type 2免疫偏移，即CD4⁺ Th2与CD8⁺ Tcm CCR4⁺上升；其四Tem GZMK⁺/Tem GZMB⁺比值与生理健康、慢病及死亡相关，是关键免疫重塑决定因素。研究人员观察到长寿者细胞毒群体富集、非典型记忆B细胞扩张、CD8⁺ Trm下降及Tcm CCR4⁺在85岁后平台化。跨队列 cytometry 难整合，而经典门控不能区分GZMK/GZMB CD8⁺ T，scRNA-seq提供最可靠框架。CMV阳性是异质性重要来源，主要扰年轻个体并扩增CD8⁺ NKT-like与Temra等。随naive T下降，记忆区扩张；Tem GZMK⁺/Tem GZMB⁺比值区分健康与功能失调老化，Tem GZMK⁺可为健康老化基线，Tem GZMB⁺扩张致比值降低。Tem GZMB⁺具独特蛋白特征，UK Biobank超48000人17年随访中高Tem GZMB⁺预测全因死亡与多系统慢病。小鼠GZMK⁺ CD8⁺ T为终末炎症耗竭组织群，人血GZMK⁺ Tem为中间态，组织中GZMK⁺耗竭样群才近小鼠Taa。该研究使Tem GZMK⁺/GZMB⁺成为可监测人类免疫衰老与指导干预的尺度，并提供可交互单细胞浏览器资源。