转录组学分析指导的双侧肺移植后抗合成酶综合征相关间质性肺病复发的靶向治疗：一项基于病例的研究

《Frontiers in Immunology》：Targeted therapy against recurrent anti-synthetase syndrome associated interstitial lung disease after bilateral lung transplantation guided by transcriptomic analyses: a case-based study

　　

背景：抗合成酶综合征（ASS）相关间质性肺病（ILD）通常对免疫抑制治疗有反应，但复发常见。研究人员报告了一名58岁男性ASS-ILD患者，在双侧肺移植（LTx）后一年内出现ILD复发。尽管采用三联免疫抑制（糖皮质激素、他克莫司、霉酚酸酯），全身炎症持续存在。该病例代表了ASS-ILD复发的体内模型，需要进一步研究潜在机制和新的治疗策略。方法：在移植后56周和84周收集外周血单个核细胞（PBMCs）进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），同时通过空间转录组学分析肺组织。对照数据来自5名初治ASS-ILD患者和2名移植后临床稳定的结缔组织病相关ILD（CTD-ILD）患者。进行差异基因表达和通路富集分析以确定治疗靶点。结果：探索性PBMC scRNA-seq分析提示循环单核细胞和中性粒细胞中干扰素、白细胞介素和JAK-STAT相关信号程序的富集。基于这种免疫激活特征，实施了多药治疗调整，包括短期糖皮质激素增强、用Janus激酶抑制剂托法替布替代霉酚酸酯、以及用环孢素A替代他克莫司。治疗调整后，全身炎症标志物下降，影像学显示双肺间质病变显著减轻。随后对肺组织进行的空间转录组学分析揭示了持续的干扰素相关信号，并在肺泡巨噬细胞和过渡型II型肺泡细胞中识别出促纤维化转录程序。功能富集提示全身炎症激活与肺微环境内局部纤维化重塑之间可能存在关联。结论：该病例说明了scRNA-seq和空间转录组学在表征LTx后复发性ASS-ILD中免疫相关转录程序的潜在用途。转录组学分析为这一复杂临床情况下的治疗决策提供了信息，并在治疗调整后观察到临床改善。这些发现为复发性ASS-ILD的潜在治疗靶点提供了探索性见解。

抗合成酶综合征（ASS，一种特发性炎症性肌病，以抗tRNA合成酶抗体为特征）相关间质性肺病（ILD，肺部间质炎症和纤维化）通常对免疫抑制治疗反应良好，但部分患者可出现进行性肺纤维化，最终导致呼吸衰竭。肺移植（LTx，终末期肺病的外科治疗）为此类患者提供了治疗选择，但移植后基础疾病复发的管理仍面临挑战，其机制不明且缺乏指导精准治疗的生物标志物。本研究报道一例58岁男性ASS-ILD患者，在接受双侧肺移植后一年内出现ILD复发，尽管接受三联免疫抑制（糖皮质激素、他克莫司、霉酚酸酯），全身炎症仍持续存在，为探索复发机制和治疗策略提供了独特的体内模型。研究人员通过单细胞RNA测序（scRNA-seq，在单细胞水平分析基因表达）和空间转录组学（保留组织空间信息的转录组分析）技术，系统分析了外周血和肺组织的免疫转录特征，并据此调整靶向治疗，成功控制了病情。该研究发表于《Frontiers in Immunology》，展示了转录组学分析在复杂免疫状态下的精准医学应用潜力。

研究人员主要采用以下关键技术方法：在移植后56周和84周收集外周血单个核细胞（PBMCs）进行10X Genomics平台scRNA-seq；在移植后39周通过经支气管肺活检（TBLB）获得肺组织，进行Visium平台空间转录组学分析。对照数据来自5名初治ASS-ILD患者（既往发表，GSE190510）和2名移植后临床稳定的结缔组织病相关ILD（CTD-ILD）患者（相同采集方案，GSE324889）。通过差异基因表达和Reactome通路富集分析识别治疗靶点。所有样本来源于中日友好医院伦理委员会批准的临床研究。

研究结果分三部分：

**1. 全身炎症反应的特征**：通过比较患者与初治ASS-ILD患者及移植后稳定CTD-ILD患者的PBMC scRNA-seq数据，发现患者CD14⁺和CD16⁺单核细胞比例增高，T细胞、B细胞和自然杀伤细胞比例降低。差异基因分析显示，患者单核细胞和中性粒细胞中干扰素信号、白细胞介素信号及JAK-STAT通路显著富集，JAK-STAT基因特征评分升高，关键基因JAK1、JAK2、STAT1、STAT2、STAT3、IL4R、IL6R、IRF1和IFNGR2表达上调，提示患者存在相对活跃的IFN/IL/JAK-STAT相关炎症程序。

**2. 治疗调整与随访**：基于上述免疫特征，研究人员实施多药治疗调整：短期大剂量糖皮质激素增强，将他克莫司替换为环孢素A（更常用于巨噬细胞活化综合征），将霉酚酸酯替换为Janus激酶抑制剂（JAKi，抑制JAK-STAT通路）托法替布（5mg每日两次）。调整后，患者发热得到控制，白细胞计数、肌酸激酶、C反应蛋白、铁蛋白等炎症标志物下降，氧合指数（PaO₂/FiO₂）改善，胸部CT显示双肺间质病变显著减轻。移植后84周随访scRNA-seq显示，CD14⁺和CD16⁺单核细胞比例下降，IFN相关通路显著下调，证实治疗有效性。但随后患者出现新发供体特异性抗体（HLA-II类抗体）和抗体介导的排斥反应（AMR），经静脉注射免疫球蛋白和恢复霉酚酸治疗后得到控制。

**3. 空间转录组学特征**：对患者活动期肺组织与初治ASS-ILD患者肺组织进行Visium HD空间转录组学分析。与对照相比，患者肺组织中巨噬细胞（尤其是肺泡巨噬细胞）比例增高，过渡型II型肺泡细胞（AT2，同时表达AT2和AT1标志物）比例也增高。差异基因富集分析显示，肺泡巨噬细胞和过渡型AT2细胞中均存在IFN相关通路激活，以及细胞外基质组织和胶原形成等促纤维化通路富集，提示全身炎症激活与肺微环境内纤维化重塑之间存在潜在关联。

讨论部分总结：该病例展示了scRNA-seq在复杂全身炎症中指导靶向治疗的价值。通过识别IFN/JAK-STAT通路激活，选择JAKi托法替布联合环孢素A和糖皮质激素，实现了临床改善。但需注意，JAKi在移植后免疫抑制中的抗排斥作用尚不明确，本例中患者出现AMR提示需谨慎监测同种免疫反应。空间转录组学揭示了肺组织中持续的IFN相关信号和促纤维化特征，提示炎症与纤维化存在动态相互作用，且部分可逆。研究局限性包括单病例设计、成本高、对照选择困难、治疗调整的多药性无法区分单一药物贡献，以及不同时间点的样本分析。

研究结论翻译：研究人员报告了一例双侧肺移植后早期复发性ASS的复杂病例。通过scRNA-seq探索了患者的全身炎症特征，并调整了靶向治疗，取得了良好效果。此外，利用空间转录组学分析了全身炎症与肺组织反应的差异。该病例强调了转录组学分析在识别风湿性疾病复杂免疫状态中的炎症特征和治疗靶点方面的潜力。然而，需要进一步研究以明确其临床实用性。