《Annals of Human Genetics》：Evidence for Reduced Somatic T-Cell Receptor Sequence Diversity Profiles Among Midwestern Amish in an Aging Cohort Study
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**摘要**
**背景**：晚发性阿尔茨海默病（late onset Alzheimer disease, LOAD）的病因尚不明确，但近年来的多条证据提示适应性免疫系统参与其发病过程。
**目的**：表征参与衰老纵向研究的中西部阿米什人群的适应性免疫系统
**摘要**
**背景**：晚发性阿尔茨海默病（late onset Alzheimer disease, LOAD）的病因尚不明确，但近年来的多条证据提示适应性免疫系统参与其发病过程。
**目的**：表征参与衰老纵向研究的中西部阿米什人群的适应性免疫系统特征。
**方法**：研究人员对72名参与者的基因组DNA进行了T细胞受体（T-cell receptor, TCR）β链免疫组库测序，其中包括临床诊断为LOAD（n = 6）、轻度认知障碍（mild cognitive impairment, MCI；n = 16）、认知障碍但非阿尔茨海默病（n = 3）以及35名认知未受损者。对于部分参与者，可获得LOAD发病机制相关的血浆生物标志物数据。
**结果**：以Simpson克隆性（Simpson's clonality）衡量的TCR序列多样性在LOAD+MCI组中低于非LOAD组，但这些差异并不独立于年龄。参与者之间共享的克隆型（精确核苷酸序列）相对较少；在少数共享克隆型中包括与EB病毒（Epstein Barr virus）相关的克隆型。与认知未受损参与者相比，HLA-A*03:01和数个HLA-DRB1等位基因在LOAD+MCI参与者中呈现低表达，但在校正分析中这些关联不再显著。在LOAD+MCI参与者中，p-tau181升高与TCR序列多样性降低呈名义显著相关，且该名义关联独立于年龄；然而，在严格的多重检验校正后，该关联未保持统计学显著性，且有限的样本量阻碍了正式的异质性检验。
**结论**：在这一有限的中西部阿米什样本中，初步的TCR多样性趋势与适应性免疫系统参与LOAD的假说一致。
**论文解读**
**一、研究背景与科学问题**
晚发性阿尔茨海默病（late onset Alzheimer disease, LOAD）是一种进行性神经退行性疾病，也是痴呆最常见的病因，在美国65岁及以上人群中位列第五大死亡原因。尽管已知APOE ε4是LOAD最主要的遗传风险因子，但阿米什人群中LOAD患病率显著低于美国普通欧洲裔人群，且这一差异无法用APOE ε4频率、医疗保健可及性或教育水平等已知因素解释。因此，阿米什人群为识别跨种群及种群特异性的LOAD风险与保护因素提供了独特的研究机会。近年来，先天性和适应性免疫系统均被证实在LOAD发病中发挥作用，甚至LOAD可能是一种T细胞介导的疾病，可通过T细胞受体（T-cell receptor, TCR）序列或组库特征加以表征。尽管脑组织TCR组库分析能直接反映病变组织，但活体取样不可行；外周血和唾液等外周组织更易获取，适合大规模人群研究和临床筛查。然而，目前在不同遗传背景和环境背景人群中检测血液来源的LOAD相关免疫特征的数据仍不足。为此，研究人员在一项中西部阿米什农村老年队列中开展研究，旨在通过外周组织DNA表征TCR组库谱，并检验适应性免疫系统主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC）基因组区域在患病与未患病个体中的差异。
**二、研究设计与核心方法**
研究对象来源于“合作阿米什衰老与记忆项目”（Collaborative Amish Aging and Memory Project, CAAMP），该项目是一项针对俄亥俄州霍姆斯县及印第安纳州亚当斯、埃尔克哈特和拉格兰奇县居住的认知正常但具有风险的阿米什成年人（≥75岁，或现有参与者≥65岁的兄弟姐妹）的纵向研究。研究人员从CAAMP中选取72名参与者进行免疫组库测序，依据临床共识表型分为LOAD（n = 6）、MCI（n = 16）、认知障碍但非AD（CINAD，n = 3）、表型不明确（n = 12）和认知未受损（n = 35）。对61名参与者可获得冻存血浆的Aβ40、Aβ42、总tau（t-tau）和磷酸化tau蛋白（苏氨酸181位点，p-tau181）生物标志物数据。DNA提取自外周血（99%）或唾液（1%），采用Adaptive Biotechnologies的immunoSEQ试剂盒通过两步多重PCR扩增TCR β链CDR3区域，并在Illumina NextSeq平台测序，每个DNA样本设六个重复，测序数据经ANALYZER生物信息流程进行质控、比对与下游分析。全基因组基因分型数据来自Illumina Global Screening Array或Multi-Ethnic Global Array（MEGAEX）加3K芯片，APOE采用TaqMan直接分型。HLA I类和II类单倍型通过Michigan Imputation Server 2（MIS）基于四位数多民族HLA参考面板v2进行填补，保留填补质量R2 > 0.7且最小等位基因频率（MAF）> 0.01的等位基因，共获得161个HLA等位基因。统计方法包括Fisher精确检验、Welch's t检验、Logistic回归以及线性回归，采用Bonferroni校正和Benjamini–Hochberg（BH）假发现率q值控制多重检验。
**三、主要研究结果**
**1. 研究人群特征与测序概况**：72名参与者中女性占55.6%，MCI和LOAD组平均采样年龄（分别为81.8和81.7岁）高于未受损组（78.4岁，p = 0.01）。教育年限、APOE ε4携带比例在组间无显著差异。测序获得超过515,000个有效模板和超过250,000个有效重排。
**2. TCR序列多样性分析**：以有效Simpson克隆性衡量的TCR序列多样性在LOAD+MCI组（0.12）低于非LOAD组（0.09），t检验p = 0.04；但在调整采样年龄（p = 0.148）或末次检查年龄（p = 0.089）后不再显著。表型不明确组呈中间水平（0.10）。Pielou均匀度在LOAD+MCI组显著低于未受损组（p = 0.03）。
**3. 克隆扩增与共享克隆型**：LOAD+MCI组中具有优势克隆（定义为频率≥10%的有效重排）的参与者比例（50%）高于未受损组（25.7%），Fisher精确检验p = 0.088。参与者间共享克隆型极少，Morisita–Horn指数显示个体间序列重叠有限；共享克隆型中包括EB病毒相关克隆型（CASSLGQAYEQYF），在LOAD+MCI组和认知未受损组中的检出率分别为36%和45%。
**4. 血浆生物标志物与TCR多样性的关联**：在LOAD+MCI组中，p-tau181水平与有效Simpson克隆性呈正相关（未调整p = 0.05；调整年龄和性别后p = 0.01），但经BH多重检验校正后不显著。Aβ42及Aβ42/Aβ40比值在调整分析中与TCR多样性呈名义显著关联，但均未通过多重检验校正。
**5. HLA等位基因关联分析**：HLA填补后，各组HLA谱存在差异，HLA-A*02:01为最常见等位基因。在比较LOAD+MCI与未受损组的关联检验中，未发现任何HLA等位基因在多重检验校正后显著（Bonferroni阈值为p < 3.1 × 10??）。名义显著的关联包括HLA-A*03:01（未调整p = 0.04，调整后p = 0.06）、HLA-DRB1*15:01（p = 0.10/0.09）和HLA-DQB1*06:02（p = 0.07/0.06）。这些等位基因在既往欧洲裔人群中被报道为LOAD风险或保护因子，但本研究中关联方向与既往研究相反。排除自身免疫病共病混淆后（5人报告类风湿关节炎，其中4人为未受损、1人为MCI），上述HLA-DRB1关联不太可能由自身免疫共病解释。
**四、讨论与结论**
本研究发现中西部阿米什老年队列中，认知受损参与者的外周血TCR序列多样性降低，且这种降低与LOAD相关血浆生物标志物p-tau181升高存在年龄独立的名义关联，提示适应性免疫系统可能参与LOAD病理过程。年龄是TCR多样性降低的强混杂因素，符合免疫衰老（immunosenescence）概念。既往研究已证实T细胞可出现在人LOAD皮层Aβ斑块附近，tau蛋白病小鼠模型也显示T细胞克隆扩增与tau蛋白病和神经退行性变相关，而并非与Aβ相关；脑脊液TCR组库研究也发现MCI和LOAD患者存在EBV结合序列的克隆扩增。本研究结果与这些既往证据相呼应，但受限于样本量，只能检测较大效应；仅测序β链、外周TCR组库不一定完全代表脑脊液或脑内TCR组库，且极稀有序列可能未被捕获。未来的研究需要更大样本量和更多样化人群以明确适应性免疫在LOAD发生发展中的作用。T细胞耗竭在tau蛋白病小鼠中可阻止神经退行性变，提示适应性免疫系统既是有前景的治疗靶点，也是脑萎缩早期检测的生物标志物候选。总之，本研究初步支持适应性免疫系统参与LOAD的假说，但结论需独立重复和进一步验证。
