《Journal of Investigative Dermatology》:Spatial transcriptomics maps early B-cell and T-cell activation in hidradenitis suppurativa
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化脓性汗腺炎(HS)是一种进展性炎症性皮肤病,其早期免疫机制尚不明确。本研究通过整合时空转录组学与单细胞RNA测序,系统解析了HS早期与晚期病变的免疫微环境。研究发现,在尚未形成真皮隧道、三级淋巴结构(TLS)和纤维化的早期HS中,已出现显著的B细胞富集、T17(type 17 T-cell)通路活化及中性粒细胞浸润,且深部真皮炎症在疾病起始阶段即已建立。这些结果揭示了HS在早期即呈现持续且强烈的免疫激活,提示靶向T17轴和B细胞介导的炎症或可早期干预疾病进展。本研究为HS的早期诊断和治疗提供了新的分子依据。
化脓性汗腺炎(Hidradenitis suppurativa, HS)是一种令人困扰的慢性炎症性皮肤病,它以疼痛的结节、脓肿起病,逐渐进展为深部的真皮隧道、广泛的纤维化和瘢痕。这种疾病不仅给患者带来剧烈的身体痛苦,还严重影响其生活质量。长期以来,医学界对HS晚期病变的关注较多,已知其真皮隧道上皮细胞、三级淋巴结构(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)和成纤维细胞之间的相互作用会加剧炎症。然而,一个核心谜团始终未被解开:驱动疾病的B细胞和T17(type 17 T-cell)炎症,究竟是发生在这些晚期结构形成之前,还是之后?这个问题至关重要,因为它关系到能否通过早期干预来阻止疾病向不可逆的晚期阶段发展。目前,针对早期HS的系统性疗法仍然缺位。为此,由Jongeun Lee、Seoyoon Ham、Jongmi Lee、James G. Krueger、Young In Lee和Jaehwan Kim组成的研究团队,在《Journal of Investigative Dermatology》上发表了一项开创性研究,旨在描绘HS免疫活化的时间序列。
为了回答上述问题,研究人员综合运用了多种前沿技术。他们首先收集了早期HS(Hurley 1期,无隧道或纤维化)和晚期HS(Hurley 3期,有隧道和瘢痕)患者的皮肤活检样本。研究核心包括两项关键技术:一是空间转录组学,对156个感兴趣区域进行分析,以保留基因表达的空间位置信息;二是单细胞RNA测序,用于在单细胞分辨率下验证并深入解析免疫细胞亚群。此外,研究还通过组织学分析和免疫组化染色对转录组学发现进行了验证,并将HS与聚合性痤疮(Acne Conglobata, AC)和银屑病进行了比较,以明确其独特的免疫特征。
研究结果
早期HS(无真皮隧道、TLS和纤维化)仍富集与B细胞、细胞毒性T细胞、T17通路和中性粒细胞相关的转录本。
空间转录组学热图分析显示,即使在缺乏晚期结构的早期HS中,其真皮炎症聚集区已高度富集B细胞谱系标志物(如CD19、MS4A1/CD20)、免疫球蛋白转录本(如IGHG1)、细胞毒性T细胞标志物(如CD8A、GZMA)、T17细胞因子(如IL17A、IL17F)以及中性粒细胞相关基因(如MPO、CD177)。这表明强烈的免疫激活在疾病结构重塑之前就已存在。
早期HS炎症微环境在浅层和深层真皮中存在差异。
通过差异表达基因分析发现,早期HS的浅层真皮炎症聚集区更偏向B细胞和浆细胞的激活(高表达CD79A、JCHAIN等)。而深层真皮炎症聚集区则呈现出更强的T17通路活化和中性粒细胞浸润特征,高表达IL17F、IL21、CCL20、MPO等基因。这提示早期HS的炎症具有空间异质性,浅层以B细胞反应为主,深层则是T17/中性粒细胞轴的中心。
晚期HS呈现出全层厚度的炎症微环境。
在晚期HS中,表皮、真皮上皮(隧道壁)以及浅、深层真皮炎症聚集区均表现出广泛的B细胞、T17细胞和中性粒细胞相关基因的高表达。与早期HS不同,晚期HS浅层与深层真皮的基因表达谱差异不大,表明炎症已蔓延至全层真皮。
HS的炎症微环境从疾病早期就在深层真皮中建立。
对比早期和晚期HS的对应区域发现,从早期到晚期,多个免疫特征呈现渐进性增强,如表皮中抗原呈递相关分子表达增加,浆细胞相关转录本和免疫球蛋白在真皮上皮中表达升高。然而,在深层真皮炎症聚集区,早期和晚期之间仅免疫球蛋白表达有显著差异,这说明深层真皮的剧烈炎症在疾病伊始就已稳固建立。
单细胞转录组学验证了空间转录组学结果,并强调了B细胞超越抗原呈递和抗体生产的作用。
来自独立队列的单细胞RNA测序数据证实了HS中B细胞和浆细胞的显著扩增。分析进一步揭示,HS中的B细胞不仅表达抗原呈递分子(如HLA-DRB1),还可能通过表达促炎细胞因子IL-16等方式主动参与炎症。此外,研究发现早期HS中B细胞趋化因子CXCL13的主要来源是T细胞,而非晚期HS中报道的成纤维细胞,提示了不同疾病阶段CXCL13来源细胞的转变。
研究结论与意义
本研究通过高分辨率的空间和单细胞技术,首次系统描绘了HS从早期到晚期的免疫景观演变图。核心结论是:HS在早期、尚未形成晚期病理性结构时,就已经在真皮(尤其是深层真皮)中发生了强烈的、持续的免疫激活,其特征是B细胞显著富集、T17通路活化和中性粒细胞浸润。 这意味着毛囊闭塞可能只是疾病的“触发器”,而深层真皮中自主的炎症机制才是驱动病理进展的核心力量。
这一发现具有多重重要意义。首先,它改变了我们对HS发病时序的理解,明确了强烈的免疫反应发生于组织重塑之前,而非之后。其次,它揭示了HS从发病之初就具有“侵袭性”的本质,解释了为何疾病难以自行缓解且易进展。最重要的是,它为早期治疗提供了直接的理论依据:既然T17轴和B细胞介导的炎症在早期即占主导地位,那么早期使用针对IL-17(如苏金单抗、比美奇珠单抗)或B细胞(如CD20抑制剂)的生物制剂,可能有效阻断炎症级联反应,防止其进展为伴有隧道和纤维化的、治疗抵抗的晚期HS。本研究不仅填补了早期HS免疫学认识的空白,也为开发旨在“防患于未然”的早期干预策略点亮了明灯。