单细胞解析抗γ干扰素自身抗体免疫缺陷综合征中干扰素通路上调与免疫失衡机制

《Frontiers in Immunology》：Upregulation of interferon-γ activation in patients with anti-interferon-γ autoantibodies immunodeficiency syndrome: insights from single-cell analysis

本研究通过单细胞RNA测序首次绘制了抗γ干扰素自身抗体（AIGAs）免疫缺陷综合征的免疫图谱，揭示该疾病是以CD4+效应记忆T细胞（Tem）与CD14+单核细胞交互为核心的Th1极化、干扰素γ（IFN-γ）驱动性免疫紊乱。研究发现患者外周血存在Th1细胞扩增（16.62% vs 6.94%）、干扰素刺激基因阳性（ISG+）B细胞异常增生（2.95% vs 0.53%），同时伴随浆细胞（9.30% vs 17.79%）与记忆B细胞（9.54% vs 27.35%）耗竭。细胞通讯与伪时序分析进一步证实CD4+Tem通过MHC-II抗原呈递与单核细胞形成炎症正反馈环路，且B细胞分化轨迹出现ISG+亚群异位、浆细胞早熟及IGLC3偏好性类别转换等异常。该研究为靶向干预提供了分子基础。

　　

背景

抗γ干扰素自身抗体（AIGAs）免疫缺陷综合征是一种新兴的成人发病免疫缺陷病，其特征为中和性AIGAs导致的机会性播散性感染。干扰素γ（IFN-γ）主要由巨噬细胞、CD4⁺T细胞、CD8⁺T细胞和自然杀伤（NK）细胞分泌，在免疫应答和防御细胞内病原体感染中起关键作用。AIGAs通过阻断IFN-γ与干扰素γ受体（IFNGR）结合，抑制Janus激酶（JAK）-信号转导和转录激活因子1（STAT1）通路磷酸化，进而削弱干扰素刺激基因（ISGs）表达及抗菌免疫。目前对该疾病的全面免疫景观认知有限，本研究首次应用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术解析其发病机制。

材料与方法

研究纳入8例AIGAs阳性患者（4例感染期、4例免疫损伤稳定期）和3例健康对照者外周血单核细胞（PBMCs）进行10x Genomics平台scRNA-seq检测，并通过流式细胞术在扩大队列（15例患者 vs 10例对照）中验证发现。数据经过Seurat软件质控、聚类和差异基因分析，采用CellChat分析细胞间通讯，Monocle2构建伪时序分化轨迹。

结果

免疫景观特征

scRNA-seq鉴定出12种免疫亚群，包括效应记忆CD4⁺T细胞（CD4_Tem）、初始CD4⁺T细胞（CD4_Tn）、调节性T细胞（Treg）、GNLY⁺CD8⁺Tem、GZMK⁺CD8⁺Tem、初始CD8⁺T细胞（CD8_Tn）、初始B细胞（naive_B）、记忆B细胞（memory_B）、浆细胞（plasma）、ISG⁺非典型B细胞（ISG_B）、单核细胞和NKT细胞。患者组CD14⁺单核细胞比例显著升高（16.35% vs 7.42%），B细胞轻度增加（11.6% vs 10.24%），而T细胞（56.78% vs 62.56%）和NKT细胞（14.43% vs 18.86%）降低。感染期CD14⁺单核细胞进一步扩增至22.52%。

T细胞异常活化

CD4_Tem比例升高且表达IFN-γ基因（IFNG）的Th1细胞显著增多（16.62% vs 6.94%）。流式验证显示Th1细胞（21.84% vs 11.96%）、Th17细胞（2.56% vs 1.13%）和Treg（6.22% vs 2.11%）均增加。伪时序分析提示患者T细胞分化偏向终末效应状态，CD4_Tem分支细胞密度增加，并异常高表达髓系警报蛋白S100A8/S100A9。

B细胞发育紊乱

患者naive_B细胞（78.21% vs 54.32%）和ISG⁺B细胞（2.95% vs 0.53%）扩增，而memory_B细胞（9.54% vs 27.35%）和浆细胞（9.30% vs 17.79%）减少。伪时序轨迹显示患者B细胞出现ISG⁺亚群、额外分支节点（node 1）及浆细胞早熟分化，且node 2浆细胞特异性高表达IGLC3。

差异基因与通路富集

干扰素应答基因（ISG15、IFITM2、IFI44L等）、HLA-II基因（HLA-DRB1、HLA-DQA1、HLA-DQB1）及AP-1转录因子家族（FOS、JUN等）在多数细胞亚群上调，而IRF1基因普遍下调。GO/KEGG分析显示干扰素信号、B细胞活化、抗原呈递和TNF通路显著富集。

细胞互作网络

CellChat分析发现CD4⁺Tem与CD14⁺单核细胞通过MHC-II-CD4、MIF-(CD74+CD44)、SELPLG-SELL等配体-受体对增强炎症信号传递，形成Th1极化与单核细胞过度活化的正反馈循环。

细胞因子谱

患者血清IL-5和IL-17水平降低，GM-CSF升高，而IFN-γ、TNF-α等无显著变化，提示AIGAs中和作用不影响IFN-γ产量但阻断其功能。

讨论

本研究首次在单细胞层面揭示AIGAs免疫缺陷综合征是以Th1倾斜、IFN-γ驱动为特征的免疫紊乱疾病。CD4⁺Tem与单核细胞的强化交互维持炎症环境，B细胞发育轨迹异常导致抗体生成缺陷与ISG⁺亚群出现，联合HLA-II基因与干扰素通路多基因上调共同构成疾病分子基础。研究局限性包括样本量较小和缺乏功能性验证，但为靶向治疗提供了新视角。