2021年9月14日，由中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所和上海市兒童醫(yī)院、上海國際人類表型組研究院等研究機(jī)構(gòu)的科研人員合作完成的川崎病外周血單細(xì)胞免疫圖譜的繪制工作，在國際學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線發(fā)表。該論文名稱為“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，為兒童期最常見的一種急性自限性血管炎，好發(fā)于嬰幼兒，可見于學(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(jié)膜炎、口腔黏膜和四肢的變化、頸部淋巴結(jié)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(zhàn)性。同時(shí)，發(fā)熱后10天內(nèi)大劑量靜脈注射免疫球蛋白（IVIG）是川崎病的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)制尚不清楚。
在這項(xiàng)研究中，研究人員開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(xì)胞（PBMC）單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組研究，揭示了川崎病發(fā)病和治療過程中外周免疫細(xì)胞及其亞型的動(dòng)態(tài)變化（圖A-C）。分析結(jié)果顯示，治療前川崎病的單核細(xì)胞和B細(xì)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(xì)胞和NK細(xì)胞比例明顯低于治療后及健康對照。與獨(dú)立樣本的流式細(xì)胞臨床檢測結(jié)果進(jìn)行比較證明，單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組研究結(jié)果較好地反應(yīng)了川崎病免疫細(xì)胞的變化。
對單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)一步的分析表明，單核細(xì)胞是川崎病PBMC中差異表達(dá)基因的主要來源，包括了許多在川崎病中上調(diào)的細(xì)胞因子和藥物靶標(biāo)，如IgG受體、IL1B、TNF等。在B細(xì)胞中，具有抗體分泌能力的漿細(xì)胞比例在治療后顯著上升，這一結(jié)果也在獨(dú)立樣本中用流式細(xì)胞分析進(jìn)行了驗(yàn)證。研究人員同時(shí)開展的單細(xì)胞BCR測序結(jié)果也說明，治療后BCR從IgM/IgD向IgG/IgA 切換，伴隨BCR特異性克隆擴(kuò)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(xì)胞，特別是記憶CD8 T細(xì)胞比例顯著低于對照，提示CD8 T相關(guān)細(xì)胞的比例是川崎病的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。單細(xì)胞TCR測序也主要揭示了CD8 T細(xì)胞在治療后的特異性克隆擴(kuò)增，說明川崎病更可能是由常規(guī)抗原而非超抗原觸發(fā)的。
川崎病單細(xì)胞免疫圖譜的繪制，為深入理解川崎病的發(fā)病和治療機(jī)制提供了重要依據(jù)，也為進(jìn)一步篩選診斷和預(yù)后的標(biāo)志物，甚至鑒定川崎病病原體都提供了重要的數(shù)據(jù)資源。
中科院上海營養(yǎng)與健康研究所王振青年研究員、上海市兒童醫(yī)院謝利劍主任醫(yī)師、上海國際人類表型組研究院丁國徽研究員為本研究論文共同第一作者，中科院上海營養(yǎng)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(yī)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(xiàng)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(xì)胞的免疫圖譜研究
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