ANCA相关性血管炎（ANCA-associated vasculitis，简称AAV）是一类自身免疫性疾病，其特点是产生抗中性粒细胞胞浆抗体（Antineutrophil Cytoplasmic Antibody，ANCA），导致小血管炎症性损害。这类疾病临床表现复杂多变，缺乏特异性标志物且目前对该疾病的研究较少，容易导致诊断和治疗的延误，从而增加患者的死亡和残疾风险。今天就给大家分享一篇近日发表在Nature Communications的文章“Single-cell multi-omics analysis identifies two distinct phenotypes of newly-onset microscopic polyangiitis”，作者通过单细胞技术探究了ANCA相关性血管炎的免疫表型分类及为个体化治疗提供了有价值的见解。

根据受累的血管类型和病理特征，ANCA相关性血管炎可分为以下三种主要类型：显微镜下多血管炎（Microscopic Polyangiitis，简称MPA），肉芽肿伴多血管炎（Granulomatosis with Polyangiitis，简称GPA），嗜酸细胞性肉芽肿伴多血管炎（Eosinophilic Granulomatosis with Polyangiitis，简称EGPA）。MPA主要影响小血管，包括小动脉、微小动脉、微小静脉和毛细血管。依据抗原的不同又分为髓过氧化物酶-ANCA相关性血管炎(myeloperoxidase ANCA，MPO-ANCA)和蛋白酶3-ANCA相关性血管炎(Proteinase 3 ANCA，PR3-ANCA)。作者以MPO为抗原的MPA作为研究对象对ANCA相关性血管炎进行深入的研究。

研究材料：8份PBMC来自于新患MPA未治疗患者，7份PBMC来自于正常人，3份PBMC来自于新患MPA治疗后患者。

组学方法：scRNA-seq、CITE-seq、CyTOF

图1

1. CITE-seq结果描述MPA细胞的分群特征

为了分析MPA细胞的相关特征，作者使用10x Genomics平台分析了15例PBMC样本，同时获取了单细胞转录组和单细胞表面蛋白的表达数据。在经过预处理、比对和质控后，对剩余的109,350个细胞进行注释，共鉴定到28个细胞簇(图2b)。通过分群比较发现MPA患者plasma细胞、CD14+monocyte细胞、proliferating CD4+T细胞比例增加，而CD8+Naïve T细胞、MAIT细胞、γδT细胞、cDC细胞、AXL+ DC细胞(ASDC)的比例减少 (图2c-f)。γδT细胞和MAIT细胞介导早期天然免疫反应，并与对抗MPO（髓过氧化物酶）的自身免疫反应至关重要。γδT细胞迁移到淋巴结中促进DC细胞的成熟与激活。作者认为上述细胞类型比例的变化可能是由于γδT细胞和DC细胞从PMBC中招募到组织和淋巴结中，此外作者发现CD14+monocyte细胞数量显著增加，而CD8+NaïveT细胞数量减少是MPA的特征，这一特征也能从临床上的MPA免疫检测中观察到。

图2

2.将MPA分类成两种主要表型

作者接着对monocyte细胞和CD8+T细胞进行亚群细分，并使用Milo包进行差异丰富度计算（图3c,3g）。用已知的marker基因将monocyte细胞细分为六个亚群：CD14 Mono_Activated、CD14 Mono_VCAN、CD14 Mono_ISG、VCD14 Mono_HLA、CD16 Mono和cDC；将CD8+T细胞分为五个亚群：CD8 T_Naïve、CD8 T_CM、CD8 T_EM、CD8 T_CTL、CD8 T_KIR。作者认为MPA的特征包括激活的CD14+单核细胞、表达ISG的CD14+单核细胞、具有细胞毒性活性的CD8+T细胞和KIR+CD8+T细胞比例的增加。后又对8名MPA病人的分群结果和差异基因进行分群鉴定，将MPA分为三个免疫学表型：MPA-1和MPA-2高表达CD14+单核细胞为MPA-MONO组，MPA-3、MPA-4 和 MPA-5高表达ISG的CD14+单核细胞，MPA-6、MPA-7 和 MPA-8为MPA-other组（图4）。

图3

图4

3.MPA表型与治疗反应的关联

作者通过比较MPA-1、MPA-2和MPA-3三位患者，在免疫治疗前后的细胞比例以及预后表现上，得出以下结论：治疗后，MPA-MONO表型呈现免疫治疗抵抗性，而MPA-IFN表型则与肾脏症状和高MPO-ANCA滴度相关，并对治疗有良好反应（图5a-d）。进一步的通路分析证实，转录因子CEBPD和RUNX1对于CD14 Mono_Activated的活化有着重要的作用，这种CD14 Mono_Activated亚群的增加是MPA-MONO表型的特征（图5e）。通过对比治疗前后的单细胞分析结果，作者提出了针对不同MPA表型的患者的临床管理策略。例如，针对MPA-MONO表型的患者可能更适合以单核细胞为靶点的治疗，而对于MPA-IFN表型的患者则可能更适合B细胞特异性疗法或抗干扰素治疗。

图5

作者通过单细胞多组学分析鉴定新发现了两种MPA-MONO和MPA-IFN不同表型。进一步发现AAV的临床异质性与免疫学基础有关，这些发现为理解MPA的不同免疫学表型提供了新的视角，并为临床治疗提供了可能的个性化策略。

参考文献

[1]Nishide M, Nishimura K, Matsushita H, et al. Single-cell multi-omics analysis identifies two distinct phenotypes of newly-onset microscopic polyangiitis[J]. 2023.