髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体阳性视神经炎的A-to-I RNA编辑谱及特征性免疫应答

《Frontiers in Immunology》：A-to-I RNA editing profiles and distinct immune responses in myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody-positive optic neuritis

　　

摘要

引言：髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体阳性视神经炎（myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody-positive optic neuritis，MOG-ON）是一种自身免疫性炎性脱髓鞘性视神经疾病，常导致严重视力损害和反复发作。尽管免疫失调被认为是MOG-ON的核心特征，但转录后调控机制——特别是腺苷至肌苷（adenosine-to-inosine，A-to-I）RNA编辑——在疾病发病机制和视觉预后中的作用仍知之甚少。在本研究中，研究人员表征了MOG-ON中的A-to-I RNA编辑，研究了急性期和缓解期的分子特征及免疫应答，并探索了候选基因及其与视觉预后的关联。

方法：共采集了14份MOG-ON患者外周血样本（急性期9份、缓解期5份）及7份健康对照样本。研究人员利用RNA编辑谱分析表征了A-to-I编辑组（editome），并通过转录组测序研究了分期相关的分子特征和免疫应答。此外，还进行了功能富集分析、免疫通路谱分析和免疫细胞比例估算分析。

结果：MOG-ON表现出广泛的A-to-I RNA编辑重塑，在135个基因中发现240个候选差异编辑位点，主要富集于中性粒细胞介导的免疫和T细胞分化。转录组分析揭示了不同的分期相关分子程序：急性期富集免疫球蛋白产生和B细胞受体信号通路，而缓解期以细胞周期调控为主。CD74和CDK1分别被确定为急性期和缓解期的候选枢纽基因（hub gene）。此外，探索性分析提示急性期最佳矫正视力（best-corrected visual acuity，BCVA）与调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）比例、以及CD74表达与估算的中性粒细胞和单核细胞比例之间存在名义显著关联。

讨论：综上所述，这些发现表征了MOG-ON中RNA编辑改变和分期相关的免疫转录组特征，并为进一步研究提供了产生假说的分子候选靶点。

A-to-I RNA编辑与MOG抗体阳性视神经炎免疫应答特征的研究解读

髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体阳性视神经炎（myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody-positive optic neuritis，MOG-ON）是髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody-associated disease，MOGAD）中最常见且最具临床特征性的表型，是一种独立于多发性硬化和视神经脊髓炎谱系疾病的自身免疫性炎性脱髓鞘疾病。其临床特征包括双眼受累、严重视盘水肿、长节段炎性病变合并视神经鞘炎，常导致反复视力损害和不可逆的视觉功能障碍。然而，MOG-ON的发病机制尚未阐明。既往研究多聚焦于抗体介导的免疫激活和补体依赖性细胞毒性，证实MOG抗体可驱动视神经脱髓鞘和炎症细胞浸润，但其不同疾病阶段的免疫和分子特征仍缺乏充分表征。作为转录后表观遗传修饰，腺苷至肌苷（adenosine-to-inosine，A-to-I）RNA编辑在MOG-ON中的功能特征和分子图谱尚未明确。研究人员前期研究已揭示水通道蛋白4抗体阳性视神经炎（aquaporin-4 antibody-positive optic neuritis，AQP4-ON）与MOG-ON之间的免疫机制差异，并在AQP4-ON中鉴定出急性期和缓解期相关候选枢纽基因。基于上述背景，本研究旨在表征MOG-ON中A-to-I RNA编辑的全景图谱，揭示不同疾病分期相关的免疫调控网络，并探索关键分子特征与视觉预后之间的关联。

本研究募集了2022年1月至2024年9月期间于无锡市第二人民医院眼科就诊的12例MOG-ON患者，共采集外周血样本14份（急性期9份、缓解期5份），另纳入7名健康志愿者作为对照。MOG-ON的诊断依据视神经炎临床诊断联合血清MOG-IgG阳性。研究人员对上述样本进行了转录组测序（RNA sequencing，RNA-seq），并利用VarScan和Ensembl Variant Effect Predictor进行A>G单核苷酸变异鉴定与注释；采用DESeq2进行差异表达基因（differentially expressed gene，DEG）分析；通过clusterProfiler进行基因本体论（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路富集分析；借助STRING和Cytoscape构建蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）网络并识别枢纽基因；运用CIBERSORTx和ImmuCellAI两种算法估算外周血免疫细胞亚群比例。所有样本采用相同批次和流程处理以减小技术批次效应。

3.1 患者人口统计学与临床特征。研究共纳入12例MOG-ON患者和7名健康对照，其中急性期9例、缓解期5例，有2例患者同时提供了急性期和缓解期双阶段样本。急性期与缓解期组在年龄、性别、眼压、就诊时及末次随访时视力方面均无显著差异；急性期MOG-IgG滴度（32.44±38.97）显著高于缓解期（6.00±5.48，P=0.035）。

3.2 MOG-ON表观转录组中的A-to-I RNA编辑特征。研究共鉴定出7,190个推定高置信度A-to-I RNA编辑事件，涉及1,208个基因。其中3'非翻译区（untranslated region，UTR）位点占66.9%，蛋白编码区内含子位点占19.3%，错义位点占5.7%。编辑位点重叠的重复元件以Alu家族为主，侧翼序列基序分析显示编辑位点上游-1位G被抑制、下游+1位G被偏好。

3.3 MOG-ON相关的A-to-I RNA编辑特征。MOG-ON组与对照组之间，92.5%的编辑位点为两组共有，MOG-ON组特有位点占5.4%。研究共鉴定出240个候选差异编辑位点（differentially edited site，DRE），涉及135个基因。其中6个位点为错义编辑，包括脑海绵状血管畸形蛋白2（cerebral cavernous malformation 2，CCM2）p.K368R、肌张力蛋白1B（torsin-1B，TOR1B）p.I274V、免疫球蛋白λ可变区1-51（immunoglobulin lambda variable 1-51，IGLV1-51）p.K36R、免疫球蛋白λ可变区1-40（IGLV1-40）p.T42A、免疫球蛋白λ连接区3（immunoglobulin lambda joining 3，IGLJ3）p.K46R及免疫球蛋白重链连接区4（immunoglobulin heavy joining 4，IGHJ4）p.T9A。其中IGLV1-51 p.K36R和IGLJ3 p.K46R在MOG-ON组中编辑水平升高，其余4个位点编辑水平降低。

3.4 A-to-I RNA编辑相关功能富集。GO分析显示，候选差异编辑基因显著富集于中性粒细胞脱颗粒、中性粒细胞介导免疫、T辅助1细胞分化调控及细胞因子产生负调控等生物学过程。PPI网络分析识别出ITGAX和C5AR1为候选枢纽基因，两者均与免疫和炎症应答密切相关。

3.5 基因表达差异及功能富集。急性期与健康对照比较共鉴定991个候选DEGs（548个下调、443个上调），富集于抗原结合、免疫球蛋白介导的免疫应答及B细胞受体信号通路；缓解期与健康对照比较共鉴定3,013个候选DEGs（1,783个上调、1,230个下调），富集于细胞周期G2/M期转换、组蛋白甲基转移酶活性及p53信号通路。另有89个候选DEGs在急性期表达升高而缓解期表达降低，68个候选DEGs表达模式相反。PPI网络分析分别鉴定出CD74（急性期）和CDK1（缓解期）为候选枢纽基因。

3.6 基于基因表达特征的细胞类型富集分析。CIBERSORTx和ImmuCellAI两种算法估算的外周血免疫细胞亚群比例结果总体一致，中性粒细胞和CD8⁺ T细胞为最丰富的免疫细胞群。浆细胞、活化树突状细胞和静息树突状细胞仅在急性期样本中检出，记忆B细胞仅存在于疾病组而健康对照组中未检出。

3.7 免疫细胞比例与末次随访视力的相关性分析。急性期调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）比例与末次随访时以logMAR换算的最佳矫正视力（best-corrected visual acuity，BCVA）呈名义正相关（n=9，rs=0.70，95%置信区间0.03–0.95，原始P=0.04），但经Benjamini-Hochberg校正后不显著（q=0.39）。CD74表达与估算的中性粒细胞比例呈负相关（n=14，rs=?0.66，P=0.01），与单核细胞比例呈正相关（n=14，rs=0.61，P=0.02），两者校正后均未达到显著水平（q=0.16）。

讨论部分指出，本研究首次提供MOG-ON中A-to-I RNA编辑改变的证据。差异RNA编辑基因显著富集于中性粒细胞介导的免疫应答和T细胞分化调控，提示RNA编辑改变可能同时涉及先天性和适应性免疫应答。ITGAX编码CD11c，参与髓系细胞黏附、迁移及抗原加工提呈；C5AR1编码补体C5a受体1，介导中性粒细胞趋化、激活及炎症应答放大。急性期以B细胞受体信号和免疫球蛋白介导的体液免疫为特征，CD74作为MHC II类不变链参与抗原处理和提呈，并作为巨噬细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）受体复合物组分激活炎症信号通路；缓解期以细胞周期相关通路为特征，CDK1作为调控细胞周期进程的关键激酶，提示炎症消退后分子活性由免疫激活转向细胞增殖和组织稳态修复。与AQP4-ON相比，急性期AQP4-ON富集Toll样受体、细胞因子和中性粒细胞相关通路，而MOG-ON急性期则以B细胞和体液免疫特征更为突出；两者缓解期均以CDK1为枢纽基因。研究尚存在样本量小、缺乏配对纵向样本、免疫细胞比例为估算值且与视力评估存在时间间隔、缺乏功能验证等局限性，结论应视为初步探索性发现。

结论：本研究在MOG-ON中鉴定了特征性A-to-I RNA编辑和免疫相关分子谱。ITGAX和C5AR1被确定为候选RNA编辑相关基因，CD74和CDK1分别与急性期和缓解期相关。探索性分析提示外周免疫细胞比例与视觉预后之间可能存在关联。这些发现需在更大规模的独立队列中进一步验证。