2021年9月14日，由中國科學(xué)院上海營(yíng)養與健康研究所和上海市兒童醫院、上海國際人類(lèi)表型組研究院等研究機構的科研人員合作完成的川崎病外周血單細胞免疫圖譜的繪制工作，在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線(xiàn)發(fā)表。該論文名稱(chēng)為“Single-cell RNA sequencing of peripheral blood mononuclear cells from acute Kawasaki disease patients”。
川崎病（Kawasaki disease, KD）是一種急性全身發(fā)熱疾病，為兒童期最常見(jiàn)的一種急性自限性血管炎，好發(fā)于嬰幼兒，可見(jiàn)于學(xué)齡兒童，其后遺癥也是成人缺血性心臟病的重要原因之一。由于川崎病的發(fā)病原因仍然未知，川崎病的診斷仍然取決于主要的臨床特征，包括發(fā)熱、皮疹、結膜炎、口腔黏膜和四肢的變化、頸部淋巴結腫大等。由于這些癥狀與許多兒童發(fā)熱性疾病相似，因此川崎病的快速診斷仍然具有挑戰性。同時(shí)，發(fā)熱后10天內大劑量靜脈注射免疫球蛋白（IVIG）是川崎病的標準療法，可有效降低冠狀動(dòng)脈病變的發(fā)生率。然而，免疫球蛋白治療川崎病的機制尚不清楚。
在這項研究中，研究人員開(kāi)展了免疫球蛋白治療前后的川崎病和正常兒童的外周血單個(gè)核細胞（PBMC）單細胞轉錄組研究，揭示了川崎病發(fā)病和治療過(guò)程中外周免疫細胞及其亞型的動(dòng)態(tài)變化（圖A-C）。分析結果顯示，治療前川崎病的單核細胞和B細胞比例明顯高于治療后及健康對照，而治療前川崎病的T細胞和NK細胞比例明顯低于治療后及健康對照。與獨立樣本的流式細胞臨床檢測結果進(jìn)行比較證明，單細胞轉錄組研究結果較好地反應了川崎病免疫細胞的變化。
對單細胞轉錄組數據進(jìn)一步的分析表明，單核細胞是川崎病PBMC中差異表達基因的主要來(lái)源，包括了許多在川崎病中上調的細胞因子和藥物靶標，如IgG受體、IL1B、TNF等。在B細胞中，具有抗體分泌能力的漿細胞比例在治療后顯著(zhù)上升，這一結果也在獨立樣本中用流式細胞分析進(jìn)行了驗證。研究人員同時(shí)開(kāi)展的單細胞BCR測序結果也說(shuō)明，治療后BCR從IgM/IgD向IgG/IgA 切換，伴隨BCR特異性克隆擴增，提示川崎病在治療后可能產(chǎn)生特異性抗體（圖D）。在川崎病中，CD8 T細胞，特別是記憶CD8 T細胞比例顯著(zhù)低于對照，提示CD8 T相關(guān)細胞的比例是川崎病的重要風(fēng)險因素。單細胞TCR測序也主要揭示了CD8 T細胞在治療后的特異性克隆擴增，說(shuō)明川崎病更可能是由常規抗原而非超抗原觸發(fā)的。
川崎病單細胞免疫圖譜的繪制，為深入理解川崎病的發(fā)病和治療機制提供了重要依據，也為進(jìn)一步篩選診斷和預后的標志物，甚至鑒定川崎病病原體都提供了重要的數據資源。
中科院上海營(yíng)養與健康研究所王振青年研究員、上海市兒童醫院謝利劍主任醫師、上海國際人類(lèi)表型組研究院丁國徽研究員為本研究論文共同第一作者，中科院上海營(yíng)養與健康研究所王振青年研究員、李亦學(xué)研究員和上海市兒童醫院黃敏教授為共同通訊作者。該研究獲得科技部、基金委、中科院和上海市等項目的支持。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25771-5
圖：川崎病外周血單細胞的免疫圖譜研究
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