《Clinical Reviews in Allergy & Immunology》：Single-cell Transcriptomics in Autoimmune Diseases: Mechanistic Insights, Cross-disease Convergence, and Translational Challenges in Rheumatoid Arthritis, Systemic Lupus Erythematosus, Type 1 Diabetes, and Multiple Sclerosis
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自身免疫性疾病以免疫耐受丧失及患者、组织和疾病分期层面的显著异质性为特征。尽管批量转录组学研究已识别出重要的炎症通路，但其无法直接解析可能与疾病机制和治疗反应相关的稀有、过渡性及组织情境化的细胞状态。单细胞RNA测序（scRNA-seq）能够在细胞分辨率水平进
自身免疫性疾病以免疫耐受丧失及患者、组织和疾病分期层面的显著异质性为特征。尽管批量转录组学研究已识别出重要的炎症通路，但其无法直接解析可能与疾病机制和治疗反应相关的稀有、过渡性及组织情境化的细胞状态。单细胞RNA测序（scRNA-seq）能够在细胞分辨率水平进行转录组分析，而互补的多模态、受体库、表观基因组及空间方法可将细胞状态与蛋白表型、克隆架构、调控程序及组织情境相关联。本综述批判性地审视了近期在类风湿关节炎、系统性红斑狼疮及狼疮性肾炎、1型糖尿病和多发性硬化中的单细胞研究。研究人员并未对已发表研究进行描述性编目，而是通过区分独立重复验证的发现与仅受有限研究支持的观察结果，以及横断面关联与纵向、治疗反应及功能性证据，来评估现有证据的强度。在所选的疾病中，研究反复报道涉及干扰素信号、趋化因子介导的免疫募集及基质-免疫相互作用的炎症程序；然而，细胞状态和调控网络层面的趋同性证据仍然有限，且共享特征代表共同致病机制还是炎症情境的程度尚不确定。研究人员评估了scRNA-seq在生物标志物发现、患者分层及治疗反应预测方面的转化潜力，同时考虑了相关组织分子分层方法的证据，包括类风湿关节炎中的R4RA随机试验。R4RA提供了前瞻性随机证据，表明滑膜分子特征可富集差异性治疗反应，但其使用的批量滑膜转录组学和组织病理学并不构成对单细胞衍生生物标志物的前瞻性验证。研究人员进一步强调了限制即时临床实施的队列偏倚、可重复性挑战、解离伪影、计算模糊性及隐私问题。总之，这些进展将单细胞分析定位为一个具有实质性转化前景的机制发现平台，但其实现依赖于标准化、跨多样化队列的验证以及与功能性扰动方法的整合。
论文主体内容总结
引言
自身免疫性疾病是以对自身抗原免疫耐受丧失为特征的慢性炎症性疾病，导致持续的免疫激活和组织损伤。它们具有反复出现的共同特征——免疫细胞失调、细胞因子失衡、异常抗原呈递和消退通路失败——但治疗选择仍更多由临床表型而非机制指导。这一差距反映了生物学异质性：相似的临床综合征可能源于不同的细胞程序，而批量转录组学无法解析这些程序。单细胞RNA测序（scRNA-seq）通过在单个细胞水平分析基因表达来解决这一局限性，能够识别稀有群体、重建分化轨迹并绘制炎症组织生态系统。在自身免疫研究中，scRNA-seq已识别出类风湿关节炎（RA）中的致病性成纤维细胞状态、狼疮性肾炎（LN）中干扰素驱动的免疫和肾细胞程序、1型糖尿病（T1D）中干细胞样自身反应性T细胞群体，以及多发性硬化（MS）中区室化的炎症微环境。多模态和互补的单细胞扩展技术，包括CITE-seq、SCITO-seq、scTCR-seq、scBCR-seq、scATAC-seq和空间转录组学，将转录程序与蛋白表型、克隆扩增、调控架构和组织情境联系起来，推动该领域走向机制性分类。
综述方法
本综述采用批判性叙述性综述方法，旨在综合单细胞技术在自身免疫性疾病中应用的现有证据，同时批判性评估已发表发现的强度、可重复性和转化相关性。综述聚焦四种代表性自身免疫性疾病——类风湿关节炎（RA）、系统性红斑狼疮/狼疮性肾炎（SLE/LN）、1型糖尿病（T1D）和多发性硬化（MS）——因为它们代表了不同的靶器官、免疫机制和单细胞证据水平。文献检索使用PubMed/MEDLINE、Web of Science和Google Scholar进行，检索截止至2026年6月30日。纳入标准包括：报告原始单细胞或空间分辨分子数据的同行评审原创研究；涉及四种选定疾病的研究；使用scRNA-seq、单细胞多组学、CITE-seq、scATAC-seq、单细胞TCR/BCR测序、空间转录组学或密切相关技术的研究；以及涉及疾病机制、细胞异质性、分子特征、疾病分层、治疗反应、生物标志物或其他与临床转化相关方面的研究。优先考虑提供详细患者特征和样本采集描述、明确比较组、充分描述实验和分析程序、适当生物学重复以及独立或正交验证的研究。大型联盟项目，包括加速药物合作组织（AMP）、人类细胞图谱（HCA）和人类生物分子图谱计划（HuBMAP），在提供直接相关的参考图谱、大规模数据集或方法学资源时也被纳入考虑。
为什么单细胞分析在自身免疫性疾病中重要
自身免疫组织包含淋巴细胞、髓系细胞、基质细胞、内皮细胞和实质细胞的复杂混合物，其中许多处于疾病特异性激活状态。致病贡献不仅取决于谱系，还取决于瞬时转录状态、克隆性、分化阶段和空间定位——这些特征难以通过批量分析捕获。然而，scRNA-seq的分析能力关键取决于平台选择、样本处理和分析框架，准确评估疾病发现需要明确考虑这些依赖性。单细胞转录组学——尤其是与表面表位分析、抗原受体测序、染色质可及性和空间情境配对时——能够解析稀有疾病相关细胞状态、克隆动态以及驱动疾病进展的基质-免疫相互作用。
平台选择及其对生物学分辨率的影响方面，液滴平台如10x Genomics Chromium因每实验可分析数万个细胞而被广泛用于组织图谱绘制。然而，标准3′和5′基因表达化学仅捕获每个转录本的一端，对转录本结构和异构体多样性的信息有限。基于板的方法（Smart-seq2、Smart-seq3以及长读长测序方法）提供更高的单细胞灵敏度和改善的转录本结构表征，但仅限于数百个细胞。重要的是，稀有群体的检测能力并非仅由平台选择决定。更高通量的液滴方法增加了采样低频群体的概率，但检测取决于捕获细胞总数、群体频率、细胞类型特异性恢复和存活率、样本质量、测序深度及下游分析标准。许多主要自身免疫组织图谱——包括AMP RA第二阶段、AMP LN基础研究和慢性活动性MS病变图谱——在很大程度上依赖于10x Chromium工作流程。这种方法学趋同促进跨研究整合和标准化分析，但也引入共享的技术限制。此外，所分析的细胞数量不应等同于独立生物学观察的数量：细胞嵌套于患者内，稳健的患者水平推断取决于足够的个体数量以及每位患者足够的细胞数量。
多模态扩展增强生物学分辨率但需谨慎解读。CITE-seq将转录组分析与寡核苷酸标记抗体结合，实现mRNA和表面蛋白的同步定量，从而改善免疫细胞表型的分辨率。蛋白水平信息对免疫群体尤为有价值，因为许多谱系、分化、激活和耗竭状态由细胞表面分子定义，其蛋白丰度可能无法从转录水平可靠推断。然而，多模态蛋白测量本质上依赖于抗体面板设计，抗体可用性、验证和面板组成的差异限制了研究间的可比性。单细胞T细胞受体（scTCR-seq）和B细胞受体（scBCR-seq）测序通过将细胞状态与克隆架构和抗原受体库联系起来补充转录组分析。然而，受体序列的抗原特异性推断仍不完善，序列相似性本身不一定预测抗原识别，计算预测通常需要正交功能验证。
表观遗传和空间扩展深化生物学情境。scATAC-seq识别可及染色质区域，与scRNA-seq数据整合时可推断与疾病状态相关的调控网络和候选转录因子，但这些推断仍属相关性，需要功能验证以建立因果关联。空间转录组学（ST）保留组织架构，但平台间分辨率差异很大。10x Visium提供多细胞斑点级分辨率，而MERFISH和seqFISH等单分子成像方法提供真正的单细胞分辨率但基因组通量有限。单核RNA测序（snRNA-seq）减少解离诱导的偏倚，便于分析包括脑组织和存档FFPE样本在内的困难标本，但核RNA分析对细胞质转录本和某些免疫受体序列的表征有限。
参考图谱实现比较性细胞注释。人类细胞图谱等参考图谱提供健康组织和免疫细胞状态的基线图谱，促进稳态细胞群体与疾病相关激活状态的区分。CellTypist、Azimuth和scArches等自动化注释框架利用这些参考支持标准化细胞类型分配。然而，自身免疫组织常含有健康参考数据集中稀有或缺失的疾病相关细胞状态，自动化注释方法可能将这些群体分配到最接近的参考定义细胞类型，可能掩盖疾病特异性生物学。研究间差异可能不仅源于生物学变异，还源于注释策略、聚类分辨率和参考图谱版本的差异。
从细胞状态到分子内分型和治疗策略方面，单细胞分析已从根本上改变了理解自身免疫性疾病的概念框架。单细胞方法揭示自身免疫性疾病由动态和异质的细胞生态系统组成，其中离散的细胞状态而非经典细胞类型单独驱动组织炎症和疾病进展。研究表明，致病转录程序可能跨多个谱系和解剖区室共享，而具有相似表型标签的细胞可占据不同功能状态。自身免疫性疾病日益被视为不断演化的细胞状态和调控回路的集合，为分子内分型和更具机制基础的治疗策略提供基础。
主要疾病特异性洞察
类风湿关节炎
类风湿关节炎（RA）已成为单细胞分辨率下分析最广泛的自身免疫性疾病之一。这些研究将RA发病机制的传统观点——从以白细胞浸润和滑膜增生为中心——转变为高度组织的细胞生态系统，其中多种免疫和基质细胞群体、其转录状态及其相互作用在患者间存在差异并导致疾病异质性。AMP RA/SLE项目是最具影响力的滑膜图谱工作。AMP第二阶段分析了来自79名供体滑膜组织的超过314,000个细胞，将样本分层为六种细胞类型丰度表型（CTAPs）。然而，AMP队列主要包含活动性疾病且既往暴露于疾病修饰或生物制剂治疗的患者，这可能限制对早期、未治疗或血清阴性疾病患者发现的普适性。队列代表性也偏向北美和欧洲人群。
一个核心发现是将滑膜成纤维细胞从被动结构细胞重新分类为疾病发病机制的主动参与者。衬里层成纤维细胞（CD55+或PRG4+）与基质重塑和蛋白酶表达相关；亚衬里层成纤维细胞（CD90/THY1+）与白细胞募集和炎症持续更密切相关。表达Notch3的亚衬里层成纤维细胞被提议为慢性滑膜炎的候选调节因子。然而，滑膜成纤维细胞命名在不同研究间差异显著，可重复性在转录程序水平通常强于单个聚类定义水平。
髓系异质性同样被精细化。RA滑膜包含多种巨噬细胞和单核细胞衍生状态，具有不同的炎症、干扰素反应、吞噬和修复特征。研究在早期、难治性和缓解期RA中分析了滑膜巨噬细胞，识别出富集于缓解期的MerTK+TREM2-high和MerTK+LYVE1+亚群，其转录程序有利于炎症消退。这些观察提示治疗思维从抑制炎症巨噬细胞转向促进促消退程序。空间转录组学研究进一步表明RA滑膜炎症在解剖学上是有组织的，免疫和基质程序分布于不同组织微环境中。
系统性红斑狼疮和狼疮性肾炎
系统性红斑狼疮（SLE）以广泛异质性、自身抗体产生、免疫复合物沉积和突出的I型干扰素相关转录程序为特征。狼疮性肾炎（LN）已成为单细胞分析的主要焦点，因为常规活检解读无法完全解析浸润免疫细胞、驻留肾细胞与临床结局之间的相互作用。
基础性单细胞调查已将LN的概念框架从仅关注白细胞浸润转向认识驻留肾细胞的深刻转录重编程。研究证明干扰素刺激程序在肾小管上皮本身中突出，而非仅限于浸润免疫细胞。然而，这些洞察仍受相对较小队列规模和有限纵向采样的限制。尿液来源免疫细胞显示与组织浸润群体定性转录组一致性，但其诊断敏感性、特异性和预后可重复性在独立队列和中心间仍未充分确立。
整合的scRNA-seq和scBCR-seq进一步阐明了SLE中的B细胞失调，识别出克隆扩增和非典型表型。目前进展受冗余命名阻碍，如年龄相关B细胞等术语在不同研究中定义不一致。
