CTM期刊 |在人肺疾病患者的外周免疫细胞中发现了新的免疫细胞状态

背景知识

        肺炎，慢性梗阻性肺疾病（COPD）和肺癌（LC）是最常见的几种肺部疾病。因为这几种肺疾病的患者数量很大，所以它们十分重要。在肺疾病的发生，加重，发展和预后过程中，免疫系统起了十分关键的作用。肺疾病的动态变化和严重程度在很大程度上依赖于抗原的暴露情况，患者的易患体质以及免疫应答的类型等。肺疾病免疫细胞调节异常的特征表现为肺部炎症细胞浸润，结果会导致肺部炎症进展，组织损伤和细胞重塑。

        抗原持续性激活和慢性炎症会导致T细胞进入耗竭状态，表现为免疫检查点过表达和功能受损。在癌症和其它慢性感染的进展过程中，会产生耗竭的CD4⁺或CD8⁺ T细胞（Tex细胞），此外还会共表达多种抑制性受体，其中包括具有Ig 和ITIM结构域的 T细胞免疫受体（TIGIT）和程序化细胞死亡蛋白-1（PD-1）。Tex细胞在转录，表观遗传学，代谢和分化等方面的改变，会对疾病产生不同的影响。靶向Tex细胞的治疗策略为肺疾病的治疗提供了新的机遇。PD-1抗体在癌症的治疗中显示出特有的优势。PD-1抗体在感染性疾病的治疗中也很有潜力。作者之前的研究表明慢性阻塞性肺疾病急性发作期患者（AECOPD），耗竭的CD4⁺或CD8⁺ T细胞有代谢不足的现象，而靶向T细胞糖酵解可以使免疫功能得到恢复。但是在LC和非癌性疾病，急性和慢性肺疾病，急性原发性肺感染和肺感染持续状态中，外周循环系统免疫细胞群体的详尽信息和多组学数据至今还不十分明确。

文章摘要

        2021年9月7日，Clinical and Translational Medicine杂志在线发表了上海复旦大学附属中山医院王向东教授团队的最新成果 “ A cellular census of human peripheral immune cells identifies novel cell states in lung diseases”[6] （ 点击文末 “阅读原文” 下载PDF全文 ）。

        越来越多的证据表明免疫系统在肺疾病的发生过程中发挥关键作用。了解肺疾病的免疫学改变有助于肺疾病免疫治疗的进展。作者之前的研究证实耗竭T细胞在LC和COPD免疫抑制状态的发生过程中发挥了关键作用。本项研究旨在进一步探讨在多种肺疾病中，循环系统内免疫细胞靶向蛋白质组学和跨组学的分子特征及其异质性，以及肺部细胞和循环免疫细胞相互作用的分子特征等。

        作者及其团队首先通过流式细胞术对健康志愿者和患者（包括肺炎，哮喘稳定期，哮喘急性发作，AECOPD，COPD和LC患者）循环免疫细胞的靶向蛋白质组学信息进行了检测，所用的抗体有42种之多。在呼吸系统疾病中分出九种免疫细胞（包括CD4⁺ T细胞，CD8⁺ T细胞，树突状细胞，B细胞，嗜酸性粒细胞，γδT细胞，单核细胞，中性粒细胞和自然杀伤细胞等）。在急性肺炎患者中识别出了双阴性T细胞和耗竭CD4⁺中心记忆T细胞。在急性肺炎和肺炎稳定期患者中 T 细胞高表达 T 细胞免疫球蛋白含粘蛋白结构域的蛋白3（Tim3）以及 TIGIT。用 RNA-seq 方法检测癌症患者外周血免疫细胞的免疫应答激活，细胞周期调节等分子和信号通路信息。用单细胞测序发现免疫细胞（包括CD4⁺，CD8⁺ T细胞和NK细胞）存在显著的异质性。此外还探讨了间充质特络细胞对免疫细胞类型和免疫功能的影响。结果表明CD8a和趋化因子C-C基序受体7（CCR7）在共培养中显著增高。     

        总之本项研究表明蛋白质组学，跨组学和异质性分析等方法可以为深入了解循环免疫细胞功能，相互作用和调节的分子机制提供新的思路，从而为发现新的肺疾病生物标志物和靶向治疗的靶点提供线索。

REFERENCES

1. Kc R, Shukla SD, Gautam SS, Hansbro PM, O’Toole RF. The role of environmental exposure to non-cigarette smoke in lung disease. Clin Transl Med. 2018;7(1):39.

2. Fang T,Wang M, Xiao H,Wei X.Mitochondrial dysfunction and chronic lung disease. Cell Biol Toxicol. 2019 ; 35 (6) : 493-502.

3. Wang X. New biomarkers and therapeutics can be discovered during COPD-lung cancer transition. Cell Biol Toxicol. 2016;32(5):359-361.

4. Vos L,Dietrich J, Strieth S, Bootz F,DietrichD, Franzen A. PD-1, CTLA4, PD-L1 and PD-L2 DNA methylation in papillary thyroid carcinoma. Immunotherapy.  2020;12(12):903-920.

5. SunC, Zhang L, Zhang W, et al. Expression of PD-1 and PD-L1 on tumour-infiltrating lymphocytes predicts prognosis in patients with small-cell lung cancer. Onco Targets Ther. 2020;13:6475-6483.

6. Song D, Yan F, Fu H, et al. A cellular census of human peripheral immune cells identifies novel cell states in lung diseases. Clin Transl Med. 2021 ; 11: e579.

期刊介绍