外周血单细胞RNA测序揭示儿童ANCA相关性血管炎的中性粒细胞异质性

背景 机体对中性粒细胞抗原的不耐受驱动儿童抗中性粒细胞胞浆自身抗体相关性血管炎（AAV）的发病机制，使中性粒细胞成为该疾病潜在机制研究的核心焦点。 方法 我们对18例外周血样本（包括3例健康人样本、12例不同类型AAV患者样本和3例AAV治疗后患者样本）进行了单细胞RNA测序，以研究AAV中的中性粒细胞异质性。这些生物信息学发现随后通过综合实验方法进行了验证，包括体外细胞实验、体内动物研究、临床样本分析以及与患者临床数据的相关性分析。 结果 在AAV中，中性粒细胞被重新分类为七个不同的簇，中性粒细胞2（N2，CD10+CD11B++）显著扩增（P<0.01），而中性粒细胞5（N5，CD10−CD11B++）显示增加趋势（P>0.05）。这一现象已在实验性自身免疫性血管炎模型中得到证实（CD10+CD11B++，P<0.001；CD10−CD11B++，P<0.05）。生物信息学结果表明，CD10+CD11B++中性粒细胞和CD10−CD11B++中性粒细胞均表现出主要的促炎活性，包括中性粒细胞活化、活性氧产生、中性粒细胞胞外陷阱形成和脱颗粒。拟时间轨迹和RNA速率分析表明，CD10+CD11B++中性粒细胞直接从CD10−CD11B++中性粒细胞分化而来。使用HL-60细胞的实验表明，AAV的外周血微环境促进CD11B++中性粒细胞的产生（P<0.001）。功能相关的代谢分析显示，与对照组相比，AAV患者CD10+CD11B++中性粒细胞的谷氨酰胺代谢显著减少（P<0.001），治疗后恢复（P<0.001）。实验结果表明，增加HL-60细胞微环境中的谷氨酰胺浓度可减少CD11B++中性粒细胞的产生（P<0.001）。临床数据显示，患者治疗后外周血GGT浓度升高（P<0.01）。 结论 这些发现确定了两个新的致病性中性粒细胞亚群，并提示调节谷氨酰胺代谢是进一步研究儿童AAV潜在治疗策略的一个有前景的方向。