Nature子刊,|上海交通大学黄敏等确定了每种细胞类型变化的潜在生物过程,免疫反应的单细胞景观为KD的发病机制和治疗提供了启示

川崎病是发达国家儿童获得性心脏病的最常见原因。尽管已经报道了免疫细胞的功能和表型变化,但对急性KD的免疫反应的整体认识还不清楚。尽管病因不确定,但免疫系统的激活为其发病机制提供了重要证据。总之,该研究确定了每种细胞类型变化的潜在生物过程,先天性和适应性免疫反应的单细胞景观为KD的发病机制和治疗提供了启示。

川崎病(KD)是发达国家儿童获得性心脏病的最常见原因。尽管已经报道了免疫细胞的功能和表型变化,但对急性KD的免疫反应的整体认识还不清楚。

2021年9月14日,来自上海交通大学黄敏和中科院营养与健康研究所李亦学等研究团队在Nature Communications上在线发表了题为“Single-cellRNA sequencing of peripheral blood mononuclear cells from acute Kawasakidisease patients”的研究论文,在单核细胞中发现了差异表达最多的基因,在急性KD中促炎症介质、免疫球蛋白受体的高表达和MHC II类基因的低表达。

川崎病(KD)是一种急性、全身性发热疾病和儿童血管炎,可导致冠状动脉病变(CALs)。这种疾病主要影响5岁以下的儿童,在许多发达国家已经成为儿童获得性心脏病的最常见原因。KD的病因仍然难以捉摸,诊断仍然取决于主要的临床特征,包括发热、皮疹、结膜炎、口腔粘膜和四肢的变化以及颈部淋巴结病。由于KD的症状和体征与其他儿童发热性疾病相似,及时诊断KD仍然具有挑战性。发烧后10天内的大剂量静脉注射免疫球蛋白(IVIG)是KD的标准疗法,它可以明显降低CALs的发生率。

然而,IVIG治疗KD的机制尚不清楚。大约10%至20%的KD患者对IVIG有耐药性,并有增加CALs的风险。最近,在严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)流行期间,有一种新的儿童多系统炎症综合征(MIS-C)的报道。尽管MIS-C和KD之间有不同的流行病学和临床特征,但这两种疾病都有持续的发热和常见的粘膜发现。因此,在研究调查中迫切需要对MIS-C和KD进行区分。

最广为人知的KD病因学理论是,它是由一小部分有遗传倾向的儿童中无处不在的感染性病原体引起的。全基因组广泛关联研究(GWAS)已经确定了一些KD的易感基因。许多易感基因包括ITPKC、CASP3、FCGR2A、CD40和MHC II类都与免疫功能有关。然而,50多年来,对引发该病的致病因素仍有广泛争议。各种病原体都被认为是诱因,包括超生源毒素、Epstein-Barr病毒、冠状病毒和逆转录病毒,但都没有被后续研究证实。

尽管病因不确定,但免疫系统的激活为其发病机制提供了重要证据。在KD的急性期,血浆中的促炎症细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素(IL)-1β和干扰素(IFN)-γ水平升高,包括中性粒细胞和单核细胞在内的固有免疫细胞在外周血中升高,并在疾病早期的动脉壁中被发现。外周血淋巴细胞的激活似乎也是KD发展的原因,尽管它们的作用仍有争议。此外,抗原特异性IgA浆细胞和CD8+T细胞浸润炎症组织,意味着对通过呼吸道进入的细胞内病原体的免疫反应。

免疫系统是由众多细胞类型组成的,其状态各不相同。以前的研究大多基于低通量的检测方法进行免疫分型,这些检测方法局限于少数选定的细胞类型和标记物。一些研究对大宗细胞群进行了KD的转录组分析,但免疫系统的异质性问题无法解决。在过去的几年里,单细胞RNA测序(scRNA-seq)的革命使成千上万的单个细胞的基因表达得到了无偏见的量化,这为解读人类疾病中的免疫系统提供了一个更有效的工具。

该研究以单细胞分辨率对分离自急性KD患者的外周血单核细胞(PBMCs)进行分析,表明单核细胞是促炎症介质的主要来源,可以成为PBMCs的一个治疗目标。浆细胞和效应记忆CD8+T细胞也参与了KD,这些细胞在IVIG治疗后有B细胞受体(BCR)和T细胞受体(TCR)的寡克隆性扩张。结果显示,在KD的发病机制和治疗中,每种细胞类型都有其独特的全局和动态免疫反应。

总之,该研究确定了每种细胞类型变化的潜在生物过程,先天性和适应性免疫反应的单细胞景观为KD的发病机制和治疗提供了启示。

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25771-5

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