摘要
系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是一种可累及多器官的复杂自身免疫性疾病,其中血液系统与肾脏是最常受累的靶器官。现有治疗策略多针对全身免疫异常,对器官特异性损伤的干预仍有限。本研究旨在通过单细胞组学技术方法解析外周免疫细胞特征,鉴定与血液系统及肾脏受累相关的非侵入性免疫标志物,从而为SLE患者的精准分层管理及靶向治疗提供依据。
本研究纳入4例健康对照及10例初发SLE患者,分离外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMC),开展单细胞转录组测序(scRNA-seq)及单细胞VDJ测序(scVDJ-seq)。根据患者血液系统及肾脏受累情况进行分组分析,结合细胞亚群聚类、相关性分析、拟时序轨迹分析、克隆扩增分析及基因共表达网络分析,系统评估外周免疫细胞变化。此外,利用已发表的大样本单细胞测序数据对关键发现进行外部验证,并通过细胞通讯分析探讨免疫细胞间相互作用模式。
研究发现多个免疫细胞亚群与器官受累显著相关:ISGhi_CD4Tn3、Treg、CD8Temra、浆细胞(plasma)及CX3CR1_CD56bright NK细胞与血液系统受累呈正相关,而CD4Tn1、CD4Tcm及ACSL1_CD14mono细胞与肾脏受累显著相关。进一步分析显示,SLE患者外周血中存在一类特异性CD4Tn2细胞群,其代谢特征不同于健康对照中的CD4Tn1细胞,表现为糖酵解及脂肪酸代谢活性显著增强。拟时序分析提示,CD4Tn2细胞在SLE中呈现异常分化轨迹,反映疾病中naïve CD4+ T细胞的功能重塑。scVDJ分析显示SLE患者,尤其是血液系统受累患者中,CD8Temra及浆细胞存在显著克隆扩增,并伴随IGHG1比例升高及IGHD减少。基因共表达网络分析识别出多个与疾病相关的核心模块,包括富集干扰素应答基因的CD4-M5、CD8-M1及NK-M1模块,以及浆细胞相关的B-M1模块,这些模块在血液系统受累患者中显著上调。细胞通讯分析进一步表明,CD8Temra及CD4_CTL等细胞毒性群体与其他免疫细胞之间的相互作用显著增强。此外,前列腺素信号通路在多种免疫细胞亚群中的输入信号普遍增强,提示其在SLE免疫调控中具有广泛作用。
本研究基于单细胞多组学技术,系统揭示了SLE患者外周免疫细胞在血液系统及肾脏受累中的特异性转录与克隆特征,鉴定出多个潜在的非侵入性免疫标志物及关键调控通路。上述发现不仅深化了对SLE器官特异性损伤机制的认识,也为开发精准分层及靶向治疗策略提供了重要理论依据和潜在靶点。
