《Journal of Inflammation Research》：Single-Cell RNA-Sequencing of Peripheral Blood Reveals Neutrophil Heterogeneity in Childhood ANCA-Associated Vasculitis
编辑推荐：
本研究通过单细胞RNA测序技术首次系统解析了儿童抗中性粒细胞胞浆抗体相关性血管炎（AAV）患者外周血中性粒细胞的异质性特征，发现CD10+CD11B++和CD10?CD11B++两种新型致病性中性粒细胞亚群在AAV条件下显著扩增。研究通过生物信息学分析、动物模型（EAV）和细胞实验（HL-60）验证，证实这些亚群通过增强活性氧（ROS）产生、中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成和脱颗粒等功能驱动血管损伤，并首次揭示谷氨酰胺代谢缺陷是促进其分化的关键代谢开关。该发现为儿童AAV的免疫代谢干预提供了新靶点。
研究背景
抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）相关性血管炎（AAV）是一种以小血管炎症和坏死为特征的罕见但严重的系统性自身免疫疾病，其发病机制与中性粒细胞异常活化密切相关。中性粒细胞作为先天免疫的核心效应细胞，在AAV病理过程中通过产生髓过氧化物酶（MPO）和蛋白酶3（PR3）等自身抗原，触发血管内皮损伤。然而，儿童AAV患者中性粒细胞的异质性及其代谢调控机制尚未明确。
研究方法
研究纳入18例外周血样本（包括3例健康对照、12例不同亚型AAV患者及3例治疗后患者），通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术绘制免疫细胞图谱。采用Scanpy进行质控、降维和聚类分析，利用Monocle2和RNA velocity构建细胞分化轨迹，并通过流式细胞术、大鼠实验性自身免疫性血管炎（EAV）模型及HL-60细胞实验验证关键发现。
中性粒细胞亚群鉴定与功能特征
中性粒细胞重聚类后识别出7个亚群，其中Neutrophils2（N2，CD10+CD11B++）在AAV组中显著扩增（P<0.01），而Neutrophils5（N5，CD10?CD11B++）呈上升趋势（P>0.05）。EAV模型进一步验证了CD10+CD11B++（P<0.001）和CD10?CD11B++（P<0.05）中性粒细胞的比例增加。功能分析显示，这两个亚群均高表达炎症相关基因（如S100A12、MMP9、PADI4），并显著富集于中性粒细胞活化、脱颗粒、NETs形成、ROS产生等致病通路（图5）。值得注意的是，N5亚群作为未成熟中性粒细胞，保留MPO和PR3的转录能力，而N2亚群则表现出最强的趋化功能。
非经典分化路径的发现
伪时间轨迹和RNA速度分析表明，CD10+CD11B++中性粒细胞直接由CD10?CD11B++亚群分化而来（图4A-C）。转录因子分析显示，CEBPA和CEBPD在分化过程中显著调控，且AAV微环境促进HL-60细胞向CD11B++表型分化（P<0.001）。这表明AAV条件下，外周血微环境驱动未成熟中性粒细胞通过“非经典分化路径”加速向致病表型转化。
代谢重编程的核心作用
代谢评分显示，CD10+CD11B++和CD10?CD11B++亚群在糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等通路上高度活跃，但谷氨酰胺代谢显著抑制（图7）。临床样本检测发现AAV患儿血浆谷氨酰胺浓度降低（P<0.05），而治疗后γ-谷氨酰转肽酶（GGT）水平回升（P<0.01）。体外实验证实，补充谷氨酰胺可抑制HL-60细胞向CD11B++亚群分化（P<0.001），提示恢复谷氨酰胺代谢可能逆转致病中性粒细胞的分化。
研究意义与局限性
本研究首次在儿童AAV中揭示了中性粒细胞异质性及其代谢调控机制，提出靶向谷氨酰胺代谢可能成为新的治疗策略。然而，样本量较小和中性粒细胞在体外易碎性仍是局限，需多中心研究进一步验证。
