受体来源的LILRB2+CXCL10+巨噬细胞亚群驱动肾移植排斥的作用机制与治疗靶点研究

《Advanced Science》：A Subset of Pro-inflammatory CXCL10+ LILRB2+ Macrophages Derives From Recipient Monocytes and Drives Renal Allograft Rejection

本文深入探讨了肾移植排斥中一个关键的促炎性巨噬细胞亚群——源自受体单核细胞、表达CXCL10和LILRB2的巨噬细胞。研究通过单细胞测序等技术，揭示了该细胞亚群在排斥过程中的特异性富集、分化轨迹及其与移植物失功的独立关联，并证实其通过CD47/SIRP-α轴和LILRB2等分子被激活，为靶向髓系细胞治疗移植排斥提供了新的理论依据和潜在靶点（LILRB2）。

　　

2.1 肾脏移植物和血液来源细胞的单细胞整合

为了表征循环单核细胞在肾移植患者中的浸润及其向巨噬细胞分化的过程，研究整合了46个单细胞RNA测序数据集，包括13个血液来源细胞数据集和33个肾脏移植物来源细胞数据集。在通过质量控制后，成功整合了150,876个转录组，无显著批次效应。以无监督方式识别出23个不同的细胞簇，对应血液和肾脏中的细胞类型。通过经典标记物和差异表达基因进行注释，鉴定出包括S100A12⁺LYZ⁺CD14⁺单核细胞和C1QA⁺C1QB⁺MS4A4A⁺巨噬细胞在内的免疫细胞亚型。与无排斥组相比，排斥组移植物内免疫细胞比例增加，其中巨噬细胞比例从1.19%显著上升至3.95%。全局细胞互作分析显示，无排斥组主要与CCL5和LGALS9相关，而排斥组则主要与CXCL10和CXCL9相关，这与近期关于CXCL9和CXCL10在实体器官移植排斥中核心作用的泛器官转录组数据一致。

2.2 表达CXCL10的促炎巨噬细胞亚群在排斥期间特异性富集

为了更深入理解髓系细胞的异质性，研究对之前注释为“单核细胞”、“巨噬细胞”和“cDC”的所有髓系细胞进行了重新整合，获得了11个不同的细胞簇。其中包括6个单核细胞群体、3个树突状细胞群体和2个巨噬细胞亚型：SELENOP⁺STAB1⁺TREM2⁺巨噬细胞和CXCL10⁺ANKRD22⁺巨噬细胞。在排斥病例的移植物中，整体髓系细胞比例增加一倍，其中CXCL10⁺巨噬细胞的富集尤为显著，其比例增加了五倍，并且仅在接受者来源的细胞中发现，表明其与移植物排斥直接相关。

2.3 CXCL10+和SELENOP+巨噬细胞具有不同的转录组学程序

比较两种巨噬细胞群的转录组谱发现，CXCL10⁺巨噬细胞过表达112个特征基因，包括WARS、CXCL9、GBP1、GBP2和GBP5等已知与排斥相关的促炎基因。此外，它们特异性表达LILR受体基因。转录因子分析表明，SELENOP⁺巨噬细胞表达NR1H家族核受体，而CXCL10⁺巨噬细胞则高表达IRF家族转录因子。与体外分化的M1/M2巨噬细胞比较发现，CXCL10⁺巨噬细胞的特征基因有71.8%与M1巨噬细胞共享，而SELENOP⁺巨噬细胞仅32.7%的特征基因与M2共享，提示体内巨噬细胞亚型不能简单套用经典的M1/M2分类。细胞起源分析证实，CXCL10⁺巨噬细胞100%来源于受体，而SELENOP⁺巨噬细胞则包含约18%的供体来源细胞和82%的受体来源细胞。细胞互作预测分析揭示了CXCL10⁺巨噬细胞通过CD47-SIRP-α、LILR-HLA I类分子以及PECAM1-CD38等信号通路与微环境相互作用，提示其来源于循环单核细胞并浸润移植物。

2.4 CXCL10+巨噬细胞在移植物应答过程中特异性产生并导致急性排斥

为了在更大规模的外部队列中验证结果，研究使用反卷积算法估算了移植前和移植后肾移植物中CXCL10⁺巨噬细胞的比例。结果显示，在移植前活检组织中未检测到CXCL10⁺巨噬细胞，而在无明显异常或萎缩-纤维化的活检中其比例极低。相反，在抗体介导的排斥、T细胞介导的排斥和混合性排斥的活检中，CXCL10⁺巨噬细胞比例显著增加。此外，其浸润比例与急性排斥的Banff病变评分和排斥活动指数呈强正相关，且是炎症相关最显著的免疫细胞。生存分析表明，移植物中CXCL10⁺巨噬细胞比例超过0.98%是移植物失功的独立危险因素。

2.5 肾移植受者髓系细胞分化受六条主要轨迹驱动

为了阐明CXCL10⁺巨噬细胞的起源，研究构建了髓系细胞的无监督伪时间轨迹。所有轨迹均起源于血液来源的经典单核细胞，在中间单核细胞水平形成分支，最终分化为树突状细胞和巨噬细胞等。其中一条轨迹形成了通过CD83成熟DC并返回经典单核细胞的环路。通过比较不同轨迹分支的基因表达，鉴定出22个与CXCL10⁺巨噬细胞轨迹特异性相关的转录本，其中FCN1、LY6E、LILRA2、LILRB2、LST1和LILRA6个基因表达谱相似且表达量高。在外部转录组数据集中验证发现，FCN1和LST1在排斥过程中系统性显著上调。轨迹表达图证实了这些转录本在CXCL10⁺巨噬细胞轨迹中的特异性，并发现LILRB2、LILRA5和LILRA2在返回经典单核细胞的轨迹末端也上调，提示再循环单核细胞可能保留了其在移植物中激活的印记。

2.6 同种异体激活经典单核细胞导致LILRB2表达增加

近期小鼠模型研究表明，同种异体单核细胞可通过CD47-SIRP-α轴被激活。为了在体外模拟这一过程，研究使用抗CD47抗体激活健康志愿者来源的经典单核细胞。激活48小时后，细胞表面的LILRB2和LILRA5表达显著增加，CD16表达也增加一倍，而LILRB1表达则显著降低。这些结果提示，通过CD47-SIRP-α轴的同种异体识别可特异性诱导LILRB2等分子的表达，并促使经典单核细胞向中间单核细胞表型分化。空间转录组分析显示，CXCL10⁺巨噬细胞存在于所有肾脏区室，但与受损的近端肾小管细胞共定位，表明其在介导组织损伤中发挥作用。

2.7 过表达LILRB2的巨噬细胞结合HLA I类分子并触发其激活

为了探究LILRB2过表达在巨噬细胞中的作用，研究在THP-1细胞系和原代人巨噬细胞中过表达了LILRB2。结果显示，过表达LILRB2的巨噬细胞能够结合自身和非自身的HLA I类分子。与仅激活的T细胞共培养实验发现，过表达LILRB2的巨噬细胞在特定比例下能显著增强自体T细胞的增殖，表明巨噬细胞表面的LILRB2过表达可产生促进T细胞增殖的信号。

3 讨论

本研究通过整合大量单细胞数据，深入揭示了肾移植排斥中髓系细胞，特别是CXCL10⁺巨噬细胞亚群的关键作用。该群细胞完全来源于受体单核细胞，在排斥过程中特异性浸润移植物，并高表达CXCL9、CXCL10等关键趋化因子以及GBP1、WARS等排斥相关基因，其浸润水平与移植物炎症严重程度和失功风险独立相关。研究明确了其从经典单核细胞经CD47-SIRP-α轴和LILRB2等分子激活的分化轨迹，并证实LILRB2在介导同种异体识别和促炎反应中的重要作用，挑战了其仅为抑制性受体的传统认知。这些发现为理解移植排斥的髓系免疫机制提供了新视角，并将LILRB2确立为潜在的治疗靶点。然而，针对该细胞亚群的靶向治疗策略仍需在更贴近人体的模型中进行验证。