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Gut | 王福生/张泽民/任仙文使用单细胞测序技术揭示了与HBV感染患者疾病阶段相关的肝内和外周免疫特征

来源:2022-04-13

  超过 2.8 亿人患有慢性 HBV (CHB) 感染,并且处于发展为肝硬化、肝功能衰竭或肝细胞癌 (HCC) 的高风险中,这导致每年超过 700?000 人死亡。HBV 感染的全面免疫环境是实现 HBV 治愈的关键。然而,与不同 HBV 阶段的建立、维持和转变相关的潜在免疫机制仍然难以捉摸。 

  2022331日,中国人民解放军总医院第五医学中心王福生,北京大学张泽民及任仙文共同通讯在GutIF=23)在线发表题为Single-cell RNA sequencing reveals intrahepatic and peripheral immune characteristics related to disease phases in HBV-infected patients ”的研究论文,该研究对 23 个人的 46 对肝脏和血液样本中的 2?43?000 个细胞进行了单细胞 RNA 测序,其中包括 6 个免疫耐受、5 个免疫活性 (IA)3 个急性恢复 (AR)3 个慢性消退和 6 HBV的健康对照(HC)。 

  该研究发现IA AR 的特点是肝内耗竭的 CD8+ T (Tex) 细胞水平较高。IATex细胞主要来源于肝脏驻留的GZMK+ 效应记忆T细胞和自我扩张。相比之下,外周CX3CR1+效应?T细胞和GZMK+效应记忆T细胞是ARTex细胞的主要来源。在 IA 但不是 AR 中,Tex 细胞和调节性 CD4+ T 细胞之间以及在 Tex FCGR3A+ 巨噬细胞之间观察到显著的细胞间相互作用。这种相互作用可能通过人类白细胞抗原 I 类分子及其受体 CANX LILRB 分别介导,从而导致抗病毒免疫反应的功能障碍。相比之下,CX3CR1+GNLY+ 中央记忆 CD8+ T 细胞同时在 AR 的肝脏和血液中扩增,为病毒消退提供了潜在的替代标志物。在临床上,肝内Tex细胞与血清丙氨酸氨基转移酶水平和组织学分级评分呈正相关。 

  总之,该研究剖析了不同 HBV 感染阶段的协调免疫反应,为全面了解免疫发病机制和制定有效的治疗策略提供了丰富的资源。 

  

  超过 2.8 亿人患有慢性 HBV (CHB) 感染,并且处于发展为肝硬化、肝功能衰竭或肝细胞癌 (HCC) 的高风险中,这导致每年超过 700?000 人死亡。有效疫苗的可用性和母婴传播的阻断已成功降低了发病率,但目前的一线抗病毒治疗很少达到功能性治愈,其定义为尽管停止治疗,但血清 HBV 表面抗原 (HBsAg) 持续丢失。 

  绝大多数在成年期感染 HBV 的人会发展为急性消退型肝炎,而在婴儿或儿童早期获得的大多数感染会变成 CHBCD8+ T 细胞被广泛认为是急性恢复 (AR) 期间病毒清除的关键效应物,但由于持续暴露于高病毒抗原和慢性乙型肝炎的免疫抑制肝脏微环境而造成的衰竭而受损。CHB 的自然病程遵循几个临床阶段,具有不同水平的病毒复制和肝病进展的动态。免疫耐受 (IT) 期的特点是血清 HBV DNA 高,但血清丙氨酸氨基转移酶 (ALT) 正常,肝脏组织学基本正常。 

  目前尚不清楚宿主在这一阶段如何准确地建立和保持对病毒复制的免疫应答情况。免疫活性(IA)期以肝脏坏死性炎症、纤维化和血清ALT水平波动为特征。在 IA 阶段,宿主免疫反应被认为是导致肝脏发病的原因。只有少数 CHB 患者可以自发或通过抗病毒治疗实现 HBsAg 血清清除(定义为慢性消退 (CR))。然而,与不同 HBV 阶段的建立、维持和转变相关的潜在免疫机制仍然难以捉摸。 

  

  整体研究设计的实验方案图(图源自Gut  

  尽管通过研究外周血已经获得了对 HBV 发病机制的许多免疫学见解,但已经发现组织驻留免疫亚群在肝脏的一线免疫监视中起着至关重要的作用。例如,肝脏富含黏膜相关不变 T (MAIT) 细胞、自然杀伤 (NK) 细胞和独特的组织驻留 CD8+ T 细胞亚群。由于大多数 HBV 感染患者的肝脏取样不可行,因此可以获得的信息有限。 

  然而,单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 技术极大地促进了对肝脏生物学和疾病的理解。通过剖析细胞异质性,对肝脏分区和再生有了新的认识。scRNA-seq 还鉴定了与 HCC、肝纤维化和代谢相关性脂肪肝的病理过程相关的多种新细胞亚型。仍然缺乏使用 scRNA-seq HBV 感染的肝内免疫反应的全面视图。 

  为了全面地了解 HBV 感染患者的肝内免疫学特征及其与疾病状态的联系,该研究应用 scRNA-seq 构建了肝和血液中不同乙型肝炎阶段(ITIA ARCR 和健康对照 (HC)) IA AR 阶段观察到耗尽的 CD8+ T (Tex) 细胞的扩增,具有不同的来源和细胞相互作用。该研究数据强调了在 HBV 持续存在期间导致免疫失败的 T 细胞和巨噬细胞的相互作用网络,这可用于指导免疫疗法的发展。 

  

   (来源:iNature 

  原文出处:Zhang C, Li J, Cheng Y, Meng F, Song JW, Fan X, Fan H, Li J, Fu YL, Zhou MJ, Hu W, Wang SY, Fu YJ, Zhang JY, Xu RN, Shi M, Hu X, Zhang Z, Ren X, Wang FS. Single-cell RNA sequencing reveals intrahepatic and peripheral immune characteristics related to disease phases in HBV-infected patients. Gut. 2022 Mar 31:gutjnl-2021-325915. doi: 10.1136/gutjnl-2021-325915. Epub ahead of print. PMID: 35361683. 

  链接:https://gut.bmj.com/content/early/2022/03/30/gutjnl-2021-325915