近日，解放軍總醫(yī)院醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究部轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心姚詠明教授團隊在國際重要生物醫(yī)學(xué)期刊《治療診斷學(xué)》（Theranostics）（中科院一區(qū)期刊）發(fā)表題為《單細胞轉(zhuǎn)錄組測序繪制膿毒癥免疫細胞時空圖譜，揭示保守的樹突狀細胞調(diào)控程序》（Single-cell transcriptome profiling of the immune space-time landscape reveals dendritic cell regulatory program in polymicrobial sepsis）的長篇論著。該研究首次繪制了基于膿毒癥狀態(tài)下多器官多時間點免疫細胞圖譜，揭示了一種物種間保守存在的樹突狀細胞調(diào)控程序，為深化對膿毒癥免疫功能紊亂發(fā)病本質(zhì)的認識開辟了新途徑。

根據(jù)最新定義，膿毒癥（sepsis）是機體對感染反應(yīng)失調(diào)所致危及生命的器官功能障礙，系急危重癥傷員和患者最主要的死亡原因，一直是現(xiàn)代戰(zhàn)創(chuàng)傷外科和危重病醫(yī)學(xué)面臨的世界性難題。最新的全球疾病負擔研究顯示，2017年全世界仍有近5000萬人罹患膿毒癥，并造成了1100萬人的死亡，約占全部死亡病例數(shù)的五分之一。膿毒癥和膿毒性休克發(fā)病率高、進展迅速、死亡率高，已成為全球健康損失的主要原因之一，對社會經(jīng)濟發(fā)展造成了巨大負擔。近年來，膿毒癥患者的早期生存率較之前雖有所提高，但總體死亡率及晚期預(yù)后仍未得到明顯改善，這與長期以來人們對于膿毒癥造成機體免疫功能紊亂的確切機制認識不足密切相關(guān)。

近年來，學(xué)者們注意到機體免疫功能障礙參與了膿毒癥的發(fā)生發(fā)展過程，但其具體分子與細胞機理仍有待闡明。因此，深入探究膿毒癥時機體免疫反應(yīng)失調(diào)的機制及病理生理學(xué)特點將為進一步設(shè)計有效的干預(yù)靶點及治療策略提供重要理論依據(jù)。然而由于技術(shù)受限等多種原因，目前對于膿毒癥免疫反應(yīng)的臨床前研究還停留在對單種免疫細胞的獨立研究，而未對整體膿毒癥免疫微環(huán)境及免疫細胞間相互作用進行更深入細致的探索，使得這些研究的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用面臨重重困難。

單細胞轉(zhuǎn)錄組測序作為一種新興的測序手段，相較傳統(tǒng)轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)擁有更強的分辨能力，能夠在單個細胞水平上構(gòu)建基因表達譜，可精準解析細胞間異質(zhì)性，從而發(fā)現(xiàn)新的細胞亞群，并幫助人們深入了解細胞分化過程中的調(diào)控途徑。近些年，單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)主要應(yīng)用于腫瘤及干細胞發(fā)育等領(lǐng)域，但隨著其普及和成本降低，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多種人類疾病的研究之中。

姚詠明教授團隊在國家自然科學(xué)基金重點項目的資助下，以膿毒癥免疫紊亂為研究切入點，采用單細胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)對膿毒癥動物模型不同時間點外周血、脾臟和骨髓來源的CD45+細胞進行測序，發(fā)現(xiàn)多種免疫細胞亞群在膿毒癥發(fā)生發(fā)展過程中出現(xiàn)明顯改變。其中，樹突狀細胞（DC）的改變尤為顯著，且與多種免疫細胞類型存在豐富的相互作用。進一步分析發(fā)現(xiàn)，DC亞群中存在一類新的“富含免疫調(diào)節(jié)分子的成熟樹突狀細胞”（mregDC），其占比在膿毒癥炎癥反應(yīng)亢進階段顯著上調(diào)。系列實驗結(jié)果顯示，cDC1及cDC2均可向mregDC分化，相較其他DC亞群，其具有更強的促進CD4+T淋巴細胞增殖能力，并誘導(dǎo)T淋巴細胞向輔助性T細胞2及調(diào)節(jié)性T細胞亞型分化。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn)，mregDC調(diào)控程序的啟動與IFNGR2-STAT3及TNFRSF-NF-κB信號軸密切相關(guān)。此外，該研究利用公開發(fā)表的單細胞測序數(shù)據(jù)，在小鼠急性腎損傷模型及重癥新型冠狀病毒肺炎患者組織樣本中均發(fā)現(xiàn)了mregDC的上調(diào)，進一步驗證了其在不同器官及物種間存在保守性。

基于上述研究結(jié)果，并結(jié)合團隊既往系列工作，姚詠明教授團隊提出了膿毒癥免疫功能障礙發(fā)病機制的新認識：即膿毒癥炎癥反應(yīng)亢進狀態(tài)下，DC亞群中mregDC調(diào)控程序被啟動，mregDC比例顯著升高；上調(diào)的mregDC通過調(diào)控T淋巴細胞免疫反應(yīng)，從而使機體恢復(fù)免疫反應(yīng)平衡，并最終緩解膿毒癥引起的多器官損傷。這些發(fā)現(xiàn)有助于人們深刻理解膿毒癥引發(fā)免疫功能失調(diào)的細胞與分子基礎(chǔ)，引領(lǐng)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)前沿和未來發(fā)展方向，將為膿毒癥免疫調(diào)理策略提供新思想、開辟新路徑。（吳玨）