关键词:
泡型棘球蚴病
单细胞转录组测序
细胞图谱
肝脏
免疫微环境
T细胞亚型
摘要:
目的 应用单细胞转录组测序技术(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)探究泡型棘球蚴病(alveolar echinococcosis,AE)患者肝脏组织免疫微环境T细胞亚型及功能。方法 以青海省人民医院2023年收治的首次行肝脏手术的4例AE患者作为研究对象,取每例患者泡型棘球蚴寄生病灶外1 cm处肝组织作为病灶旁组(peri-lesion,PL)、距病灶> 5cm的肝组织作为病灶远端组(distal lesion,DL),共收集4例AE患者的8份肝脏组织样本进行单细胞转录组测序。应用Cell Ranger软件和R软件读取、处理肝组织基因组及转录组数据,并利用基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)功能富集分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)及其生物学功能。使用Cellchat包分析肝组织T细胞亚型之间的主要通讯模式和相互作用机制,并通过Monocle包对T细胞的发育阶段进行拟时序分析,以明确细胞生长和肿瘤相关转化基因的表达情况,预测T细胞发育轨迹。结果 本研究4例AE患者均为女性,平均年龄为(25.00±9.06)岁,分别来自青海省果洛州久治县(3例)和玉树州称多县(1例)。8份肝脏组织单细胞样本活性率为90.41%~96.33%,共获得81 763个单细胞;共注释出19种细胞类型,其中13种为免疫细胞(87.60%),占比居前3位的细胞类型分别为T细胞(33.13%)、中性粒细胞(15.40%)和自然杀伤细胞(11.92%)。对27 752个T细胞和增殖T细胞进行再聚类,注释出10种T细胞亚型,其中CD8+细胞毒性T细胞(23.43%)、CD8+幼稚T细胞(12.80%)和CD4+效应记忆T细胞(17.73%)占比较高。PL组肝组织中辅助型T细胞2(Th2细胞)和CD4+效应记忆T细胞占比分别为5.19%和21.59%,均显著高于DL组(3.63%和13.67%)(χ2=38.35、244.70,P均<0.01);PL组中CD4+辅助型T细胞(7.50%)占比低于DL组(14.75%)(χ2=330.52,P <0.01)。富集分析结果显示,Th2细胞主要与细胞凋亡和多条癌症通路相关,CD4+效应记忆T细胞主要与细胞因子和慢性炎症调控相关,CD4+辅助型T细胞与免疫反应调控相关。T细胞发育轨迹分析结果显示,相较于Th2和CD4+效应记忆T细胞,CD4+辅助型T细胞处于更早期发育阶段,且DNA结合抑制因子3(ID3)、硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)、BAG家族伴侣蛋白3(BAG3)、热休克蛋白家族B(小分子)成员1(HSPB1)基因的表达量随时间延长呈下降趋势。结论 AE患者肝脏组织中,CD4+效应记忆T细胞和CD8+细胞毒性T细胞是主要的相互作用细胞。Th2和CD4+辅助型T细胞的低表达形成了抑制性免疫微环境,促进了泡型棘球蚴的免疫逃逸。此外,Th2细胞富集了多条与癌症相关的通路,可能与泡型棘球蚴的浸润性生长相关。