《Frontiers in Immunology》：TCR β CDR3 repertoire remodeling in pediatric myocarditis reveals clonal expansion and disease-associated public clonotypes
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本研究通过高通量测序分析小儿心肌炎患者外周血T细胞受体（TCR）β链CDR3谱系，首次系统揭示疾病状态下的克隆多样性降低、V/J基因使用偏倚、CDR3序列特征改变及公共克隆型富集现象，为探索T细胞介导的免疫病理机制提供了新视角。
TCR β CDR3谱系在小儿心肌炎中的重塑特征
背景
小儿心肌炎是一种临床表现异质性高、免疫机制尚未明确的炎症性心脏病。T细胞受体（TCR）谱系分析为揭示疾病相关的适应性免疫应答提供了重要窗口。本研究通过高通量测序技术，对28例小儿心肌炎患者及9例年龄匹配健康对照的外周血TCR β链CDR3区域进行系统性分析，旨在阐明疾病状态下的谱系重塑规律。
方法
研究纳入昆明市儿童医院2022年7月至2023年5月确诊的急性病毒性心肌炎患儿，所有样本均在急性期且未接受抗病毒或免疫抑制剂治疗前采集。通过Ficoll密度梯度离心法分离外周血单核细胞（PBMCs），提取RNA并反转录为cDNA后，采用多重PCR扩增TCR Vβ-Cβ区域片段，最终在DNBSEQ平台完成高通量测序。数据分析采用MiXCR软件进行V(D)J比对，Immunarch R包进行多样性计算及谱系可视化，并通过McPAS-TCR和VDJdb数据库对CDR3序列进行抗原特异性注释。
结果
谱系多样性分析显示，心肌炎组（Myo）的D50指数和Chao1指数均显著低于健康对照组（NC），表明TCR克隆多样性明显降低。克隆分布分析进一步揭示Myo组大型克隆比例显著扩增，而小型克隆比例减少，提示抗原驱动的克隆扩增现象。在V/J基因使用方面，Myo组TRBV14、TRBV28、TRBJ1-1、TRBJ1-2、TRBJ1-5、TRBJ1-6及TRBJ2-2使用频率上升，TRBV9、TRBJ2-4、TRBJ2-5和TRBJ2-7使用频率下降。V-J配对分析发现TRBV14与TRBJ2-1/2-3/2-5/2-7组合，以及TRBV30与TRBJ1-1组合在Myo组中显著富集。
CDR3长度分布分析显示，两组序列长度均以15个氨基酸为峰值，但Myo组中长于平均长度（14.8 AA）的CDR3比例显著更高。核苷酸插入（V3’I、J5’I）与缺失（V3’D、J5’D）事件在Myo组中增多，且CDR3氨基酸组成出现细微变化，如苯丙氨酸（F）、甘氨酸（G）、组氨酸（H）和苏氨酸（T）频率上升，谷氨酸（E）、赖氨酸（K）、谷氨酰胺（Q）、丝氨酸（S）和酪氨酸（Y）频率下降。
克隆共享分析表明，Myo组个体间克隆重叠度显著高于NC组。在排除NC组中存在的序列后，鉴定出247个存在于所有17例Myo患者中的公共克隆型，以及12,606个在至少11例患者中共享的克隆型。数据库注释显示，这些共享克隆型与多种病原体相关TCR记录高度匹配，其中结核分枝杆菌（48.2%）、流感病毒（19.3%）、巨细胞病毒（14.3%）和EB病毒（11.7%）关联最为突出。从中筛选出17个高频克隆型作为候选的心肌炎相关TCR特征序列。
讨论
本研究首次系统描绘了小儿心肌炎中TCR β CDR3谱系的重塑特征。多样性降低、克隆扩增及V/J基因使用偏倚提示T细胞应答可能针对特定抗原（如病毒或自身抗原）发生聚焦性激活。公共克隆型的富集及与病原体数据库的匹配进一步支持了“分子模拟”或交叉免疫反应在疾病发生中的潜在作用。值得注意的是，某些富集的V基因（如TRBV14、TRBV28）在既往疱疹病毒6型或柯萨奇病毒相关心肌炎中亦有报道，暗示不同病原体感染可能通过相似机制触发T细胞介导的心肌损伤。
局限性包括样本量较小、缺乏心肌组织配对样本验证局部T细胞克隆性，以及未进行单细胞水平α/β链配对分析。未来需通过功能实验验证候选克隆型的抗原特异性及细胞毒性，进一步明确其在心肌炎病理中的作用。
结论
小儿心肌炎发病伴随显著的TCR β CDR3谱系重塑，表现为多样性下降、克隆分布偏倚、V/J基因使用模式改变及公共克隆型富集。该研究为理解疾病免疫机制提供了新的分子基础，并为开发基于TCR谱系的诊断标志物或免疫干预策略提供了理论依据。
