【胸科学术】孙照刚教授团队《Military Medical Research》发文阐述了DTH反应过程中的免疫微环境
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2023年3月，首都医科大学附属北京胸科医院转化研究室孙照刚研究员团队在Military Medical Research（Mil Med Res，IF=21.1）上发表文章：Investigation of the cell composition and gene expression in the delayed-type hypersensitivity tuberculin skin test。本研究中，利用scRNA-seq首次阐明了参与DTH的细胞及其转录组的异质性，表明了DTH反应过程中的免疫微环境。破译DTH中不同类型细胞及基因的反应性可以为TST试剂的改进提供有力的支撑。使用明确的蛋白成分作为理想的TST试剂是可能实现的，例如用EC代替成分复杂的PPD诊断结核病。首都医科大学附属北京胸科医院转化研究室研究生段惠娟和褚洪迁副研究员为共同第一作者，孙照刚教授为通讯作者。
结核菌素皮肤试验（TST）一直以来用于评估体内结核分枝杆菌免疫反应，也是引起迟发型超敏反应（DTH）的典型例子。DTH一般指T细胞介导的Ⅳ型超敏反应，其发生较慢，在接触抗原后24-72小时才能发生以单个核细胞浸润组织损伤为主的炎症反应，因此又称迟发型超敏反应。TST是用于临床结核病诊断、流行病学调查、卡介苗（BCG）接种检测、结核病筛查的一个重要辅助方法。结核菌素纯蛋白衍生物（PPD）是多种抗原的混合物，其结果受到BCG接种及其他分枝杆菌感染的影响，诊断特异度低。因此，目前TST的试剂仍在不断改进，例如新型皮试试剂EC。虽然PPD和EC均能引起DTH，但关于DTH发生机制方面的研究较少。之前的研究仅部分揭示了DTH皮肤硬结部位的免疫细胞浸润和活化，以及一些细胞因子的产生，而缺乏对DTH反应期间细胞比例以及基因表达的免疫微环境的系统性认识。因此，探究DTH中细胞类型及基因表达的模式，对TST试剂的改进至关重要。
图 scRNA-seq揭示基于TST的DTH特性
本研究利用scRNA-seq技术，探究了EC和PPD引起的DTH的细胞和基因水平的差异。共获得33074个细胞，聚类后注释鉴定为9种主要的细胞类型，包括成纤维细胞、内皮细胞（Endos）、单核细胞、T细胞、巨噬细胞、自然杀伤（NK）细胞、B细胞、粒细胞和树突状细胞（DC），并通过差异分析筛选到这些细胞类型的marker基因。结果显示EC皮肤硬结中细胞比例与PPD存在差异；组间差异基因分析结果显示，EC皮肤硬结中鉴定了1615个上调和1148个下调的差异表达基因，PPD皮肤硬结中鉴定了1669个上调和1184个下调基因，其中大多数的差异基因是EC和PPD共有的。
进一步根据已发表的marker基因将T细胞分为7个亚群，分别注释为Th1细胞、Tregs、效应记忆CD8+T细胞、幼稚样CD4+T细胞、幼稚样CD8+T细胞、CD8_早期激活细胞和一群未知的细胞。组间细胞组成比较发现EC皮肤硬结中CD4+/CD8+细胞的比例为2:1，但在PPD中为5:1。此外，与PBS组相比，EC组和PPD组的内皮细胞显著增加，因此将内皮细胞进一步分成15个亚群，并分析了差异基因的功能。
该项目受到国家自然科学基金（81871691）和北京市自然科学基金资助（KZ202110025034）。
作者介绍
孙照刚
首都医科大学附属北京胸科医院/北京市结核病胸部肿瘤研究所研究员，教授，博士生导师。
长期从事结核病的耐药及其免疫逃避机制的基础研究工作。先后在Military Medical Research, J Clin Microbiol、Crit Rev Microbiol、ACS Infect Dis、Sci Transl Med 和Eur J Med Chem等国际刊物上发表重要论文50余篇，发表中文核心期刊论文70余篇；参编论著6部。
主持省部级以上科研课题10余项，其中包括国家科技重大转项子课题2项，“863“课题子项目1项，国家自然科学基金2项，北京市自然科学基金2项等。
稿件提供：孙照刚
图片提供：孙照刚
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