细菌性肺炎是一种严重的公共卫生问题,不仅导致高发病率和死亡率,还伴随高昂的医疗费用。目前,虽然抗生素和支持性治疗是主要的干预方式,但对该疾病的发病机制的认知仍相对有限。今天,笔者将为大家介绍一项关于细菌性肺炎的研究。这项研究通过大规模的单细胞转录组图谱,揭示了细菌性肺炎的免疫全景。
2025年1月6日,首都儿科研究所的王毅研究员以及中国人民解放军总医院的解立新、于浩天、肖坤在《Signal Transduction and Targeted Therapy》(影响因子408)上发表了一篇题为《通过大规模单细胞转录组图谱揭示细菌性肺炎的免疫全景》的开创性研究。该研究对444,146个支气管肺泡灌洗液细胞进行了单细胞RNA测序,揭示了细菌性肺炎中免疫反应的异质性以及与疾病严重程度相关的不同免疫细胞特征。
研究背景与方法
本研究中,涉及58名细菌性肺炎患者(其中22名轻度、36名重度)和16名健康供体,分析了444,146个支气管肺泡灌洗液细胞的单细胞RNA测序数据。研究者们建立了针对不同免疫细胞的细胞因子评分和炎症评分,以分析不同细胞类型在疾病中的作用。
主要发现
高质量单细胞转录组图谱的创建
研究共生成了444,146个高质量单细胞的转录组图谱,细胞被分为8种主要类型:浆细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞、自杀性杀伤细胞(NK细胞)、树突状细胞(DCs)和上皮细胞。结果显示,与健康对照相比,细菌性肺炎患者的中性粒细胞比例显著增加,而其他关键免疫细胞类型则显著减少。
重度患者的炎症反应
通过细胞因子分析发现,重度患者的细胞因子和炎症评分显著高于轻度患者。这表明重度病例中存在明显的炎症细胞因子风暴,而相关的中性粒细胞和巨噬细胞亚型则可能成为主要的炎症源。
轻度患者中免疫细胞特点
在轻度患者中,研究发现Tfh(滤泡辅助T细胞)和Th2细胞的扩增,而与这些细胞相关的B细胞激活和抗体产生可能在疾病的免疫应答中起重要作用。这一发现表明,在轻度病例中,T细胞与B细胞之间的有效协同反应促进了体液免疫。
CD8+T细胞的变化
研究还识别出CD8+T细胞的不同亚群,结果显示重度患者的CD8+T细胞整体丰度减少,且存在细胞耗竭现象,而轻度患者的细胞毒性CD8+T细胞功能依然强劲,可能反映出调节机制的存在。
未成熟中性粒细胞与巨噬细胞的作用
研究还发现,未成熟的中性粒细胞在重度细菌感染中表达多种促炎分子,可能为炎症反应的重要诱因。同时,巨噬细胞的重塑在细菌感染中起到关键角色,某些亚群在重度感染患者中表现出免疫抑制特性,可能促进疾病进展。
总结与展望
这项研究深入揭示了细菌性肺炎免疫机制的复杂性,尤其是免疫反应的异质性与疾病严重程度密切相关。研究结果为未来细菌性肺炎的治疗策略提供了潜在靶点,帮助我们更好地理解和应对这一威胁公共健康的问题。
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