《Discover Medicine》：Immune cell heterogeneity in chronic antibody mediated kidney allograft rejection revealed by single cell RNA sequencing
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为解决慢性抗体介导性排斥（cABMR）机制不清、缺乏有效干预靶点的问题，研究人员通过单细胞RNA测序分析了肾移植受者外周免疫细胞转录组特征，发现活化中性粒细胞、T细胞和单核细胞是cABMR主要细胞群，NF-κB、IL-17和细胞因子-受体互作通路显著激活，ANNEXIN和CXCL信号轴驱动细胞间通讯。该研究为探索cABMR外周免疫特征提供了新线索。
肾脏移植是目前治疗终末期肾病最有效的手段，但移植后的排斥反应依然是困扰医生和患者的重大难题。其中，抗体介导性排斥（ABMR）是一种由供体特异性抗体触发的复杂免疫过程，涉及免疫细胞与肾脏实质细胞间的多重交互。尽管免疫抑制疗法不断改进，慢性排斥和长期用药带来的副作用（如感染风险增加、肿瘤易感性上升等）依然严峻，迫使科研人员必须更深入地理解排斥的内在机制。以往研究多采用批量RNA测序，但这种方法无法解析不同细胞类型的特异性反应，就像“一锅炖汤”难以分辨其中每种食材的风味。单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术的出现，让科学家能够逐个细胞“倾听”其基因表达“声音”，从而绘制出更高分辨率的免疫细胞图谱。
本研究正是利用这一先进技术，对慢性抗体介导性排斥（cABMR）患者的外周血单个核细胞进行转录组分析，试图揭示在排斥状态下，外周免疫系统究竟发生了哪些变化？哪些细胞亚群、信号通路和分子对话在排斥过程中扮演关键角色？其成果发表在《Discover Medicine》期刊上，为理解cABMR的系统性免疫特征提供了新的视角。
为了回答上述问题，研究团队采用了几个关键技术方法：首先，从公共数据库GEO获取了两个已发表的外周血单个核细胞（PBMC）单细胞RNA测序数据集（GSE190329与GSE171374），涵盖2例cABMR患者和7例稳定对照的样本。接着，利用Seurat和Harmony软件进行数据预处理、整合与批次校正，并通过经典标记基因对细胞簇进行手动注释。然后，通过差异基因表达分析与KEGG通路富集分析探索cABMR相关的分子机制。最后，使用CellChat包推断免疫细胞间的配体-受体相互作用网络，以揭示潜在的细胞间通讯模式。
3.1 数据集概况与质量评估
经过质控过滤，共保留28,131个高质量单细胞（cABMR组11,279个，对照组16,852个）。活化中性粒细胞是两组中最主要的细胞类型，其次为T细胞和单核细胞。
3.2 数据整合、批次校正、降维与聚类
通过Harmony校正批次效应后，UMAP降维可视化显示出21个细胞簇，注释为8种主要细胞类型：活化中性粒细胞、T细胞、血小板、单核细胞、树突状细胞（DC）、自然杀伤细胞（NK细胞）、B细胞和红细胞。
3.3 差异基因表达与通路富集分析
在cABMR患者的B细胞中，上调最显著的基因包括CXCL8、FOSB、JUND、PTGS2和NFKBIZ。通路富集分析显示，IL-17信号通路是B细胞中最显著富集的通路。此外，细胞因子-细胞因子受体相互作用通路和NF-κB信号通路也在B细胞中显著激活。在T细胞中，上调基因包括MT-ND6、CXCL8、NFKBIA、FTH1和G0S2，NF-κB、IL-17和细胞因子-受体相互作用通路同样显著富集。在活化中性粒细胞中，高表达基因包括TNFAIP3、ZFP36、IVNS1ABP、NFKBIZ和PTGS2，NF-κB信号通路富集程度最高。在单核细胞中，上调基因包括G0S2、CXCL8、PTGS2、NFKBIA和FTH1，细胞因子-受体相互作用和NF-κB通路高度富集。在NK细胞中，上调基因包括G0S2、CXCL8、IL1RN、STEAP4和RBM47，细胞因子-受体相互作用通路显著富集。树突状细胞在两组间未发现显著富集的通路。
3.4 细胞间通讯分析
细胞间通讯分析显示，在cABMR样本中，B细胞、单核细胞和活化中性粒细胞之间的相互作用最为活跃。ANNEXIN和CXCL是其中最活跃的两条信号通路。具体而言，ANNEXIN通路中ANXA1–FPR1配体-受体对贡献最高，B细胞是主要的信号发送者，而活化中性粒细胞是主要接收者。在CXCL通路中，CXCL8–CXCR2轴信号最强，活化中性粒细胞是此通路的核心贡献者，同时参与信号的发送与接收。这些结果提示，B细胞与活化中性粒细胞之间通过ANXA1–FPR1的相互作用，以及中性粒细胞自身通过CXCL8–CXCR2轴的活跃通讯，可能在cABMR的免疫微环境调控中起重要作用。
本研究通过单细胞转录组分析，描绘了cABMR患者外周免疫细胞的异质性图谱，并揭示了与排斥相关的关键细胞类型、信号通路和细胞间通讯网络。研究发现，cABMR患者的外周免疫细胞（尤其是B细胞、T细胞、活化中性粒细胞和单核细胞）中，NF-κB、IL-17和细胞因子-受体相互作用等炎症通路普遍激活。同时，研究首次在cABMR背景下，通过计算推断出ANNEXIN（特别是ANXA1–FPR1）和CXCL（CXCL8–CXCR2）是驱动免疫细胞间通讯的关键信号轴，提示这些通路可能在系统性免疫激活和排斥进程中扮演重要角色。
在讨论部分，作者将本研究发现与已有文献进行对比与延伸。例如，TNFAIP3基因在cABMR组中高表达，该基因已被提出是连接cABMR与缺血再灌注损伤（IRI）的关键分子，可能成为改善移植预后的潜在干预靶点。IL-17信号通路的富集与既往临床和动物研究结果一致，该通路在急性排斥患者中表达升高，其中和或缺失可延长移植物存活。NF-κB通路在肾脏炎症和移植排斥中的关键作用已被多项研究证实，抑制该通路在动物模型中显示出减轻排斥损伤的效果。ANNEXIN信号通路在免疫调节中的作用具有“双刃剑”特性，既有研究支持其抗炎作用，也有证据表明其可促进T细胞活化与增殖，其在ABMR中的具体角色值得进一步探索。CXCL8–CXCR2轴作为重要的趋化因子信号，其中和在动物模型中可减轻肾移植物的炎症损伤，提示其作为治疗靶点的潜力。
综上所述，这项研究为我们理解cABMR的外周免疫特征提供了描述性的、假设生成性的新见解。尽管存在样本量小、缺乏组织学验证和功能实验等局限性，但其发现的重复性炎症通路和候选细胞间通讯轴，为未来在更大规模队列中开展整合移植物组织转录组、临床表型和功能验证的研究奠定了基础。这些发现有望推动开发更精准的cABMR诊断生物标志物和新型免疫干预策略，最终改善肾移植患者的长期预后。
