曹雪涛团队揭示从脾脏到肺部的中性粒细胞迁移

　　

中性粒细胞浸润是呼吸道病毒感染期间肺部炎症的标志性特征，但这些细胞的来源一直存在争议。中国医学科学院曹雪涛教授团队利用SARS-CoV-2感染的金黄地鼠模型，揭示了在抗病毒防御过程中发挥作用的脾-肺中性粒细胞轴。

这项研究成果于2026年3月11日发表于《Immunity & Inflammation》杂志上。团队将单细胞RNA速度分析与空间转录组反卷积相结合，追踪了中性粒细胞在不同时间和组织中的动态变化。

研究结果表明，在抗病毒反应的高峰期，源自脾脏的中性粒细胞迁移至肺部，补充肺部中性粒细胞，并积极参与先天免疫防御。

在这项研究中，研究人员首先对肺部免疫细胞进行了详细的动力学分析。在感染后第七天对肺组织进行单细胞RNA速度分析，揭示中性粒细胞区室内呈现单向分化的轨迹——从增殖亚群经由未成熟和成熟阶段，最终分化为完全活化的细胞。

值得注意的是，增殖阶段和活化阶段在时间和转录水平上均存在显著差异，这表明仅靠本地增殖无法解释中性粒细胞的大量聚集。

感染后第5至7天，研究人员观察到脾脏内中性粒细胞数量显著增加，这与肺部浸润高峰期完全吻合。这种时间上的同步性促使他们对脾脏和肺部的中性粒细胞亚群进行了比较转录组分析。

结果令人惊讶：脾脏和肺部的中性粒细胞均分为三个主要亚群（增殖型、非活化型和活化型），且每个亚群的基因表达谱高度相似。这种转录相似性有力表明，在此期间积聚在脾脏的中性粒细胞最终会迁移至肺部。

为了直接检验脾脏细胞是否会向肺部迁移，研究团队利用肺部组织的空间转录组学数据，并以单细胞数据集为参考，采用Redeconve算法进行反卷积分析。这种方法能够精确定位肺部结构中不同来源的细胞亚群。

在检测的免疫细胞类型中，只有中性粒细胞表现出显著的脾脏来源贡献。感染后第5至7天，肺部的脾脏来源中性粒细胞比例与本地来源细胞相当甚至更高。相比之下，其他免疫细胞群仍主要来源于肺部，脾脏来源的细胞比例极低。

脾脏中性粒细胞的流入呈现出时间上的有序模式。在第5天，早期分化增殖型脾脏来源中性粒细胞在肺部富集。到第7天，主要亚群转变为未成熟和成熟/轻度活化的脾脏中性粒细胞，这表明存在从祖细胞到效应细胞的持续供应链。

免疫细胞的定向迁移依赖于精确的趋化因子-受体相互作用。研究人员揭示了这种从脾脏向肺部迁移的分子机制。

感染后5至7天，肺部组织中多种中性粒细胞趋化因子（包括Cxcl5、Cxcl12和Ccl11）的表达达到峰值。这些趋化因子由特定的肺部驻留细胞（上皮细胞、巨噬细胞和成纤维细胞）产生，每种细胞都贡献了不同的信号。

同时，脾脏中性粒细胞在不同分化阶段表现出不同的趋化因子受体表达。未成熟的中性粒细胞优先表达Cxcr4（Cxcl12的受体），而成熟的中性粒细胞则上调Cxcr2、Ccr1和Ccr3（这些受体与Cxcl5、Ccl11及其他趋化因子结合）。

曹教授指出：“这项研究从根本上改变了我们对呼吸道病毒感染期间中性粒细胞动态变化的理解。 ”

通过整合单细胞和空间多组学技术，研究团队证实脾脏作为中性粒细胞动员的髓外枢纽，持续不断地向肺部输送处于不同分化阶段的细胞，以满足抗病毒防御的需求。这一发现挑战了肺部中性粒细胞完全来源于本地或骨髓的传统观点，揭示了一个协调的跨器官网络。

对于因中性粒细胞反应过度或失调引起的炎症性肺部疾病（包括重症病毒性肺炎），靶向脾-肺中性粒细胞轴有望成为一种调节免疫细胞招募和活性的有效手段。

这项研究为理解器官间免疫协调提供了一个新的理论框架，并指出了诊断和治疗肺部感染性疾病的潜在靶点。