特发性声门下狭窄（iSGS）的背后竟然也有细胞免疫异常

niwanmao

在喉和气管这个复杂精细的解剖结构内部，隐藏着一种稀有且严重的疾病——特发性声门下狭窄（iSGS）。这个疾病常见于围绝经期的白人女性群体，其特点是声门下区域纤维增生性狭窄，导致呼吸困难、喘鸣和发音障碍等症状逐渐加重，对日常生活的方方面面都造成了严重影响。

为了揭开这种难治性疾病背后的细胞学机制，约翰·霍普金斯大学的Raymond J. So等人运用了流式细胞仪及单细胞RNA测序（scRNAseq）等技术手段，开展了一项极具探索性的研究项目，目标是描绘出iSGS的细胞组成谱图，并阐明其间免疫系统、成纤维细胞与上皮屏障之间的复杂交互作用。

材料与方法

研究共纳入了23名确诊为iSGS的患者，在例行的手术室扩张程序期间，科研人员采集了配对的组织样本——一份来自疤痕组织，另一份来自未受影响的健康气道区域。

这些样本经过了酶消化、过滤及红细胞去除步骤后，标记了髓系细胞（CD11b、CD14、CD15、Siglec8）、淋巴细胞（CD3、CD4、CD8、TCRγδ、FOXP3）、内皮细胞（CD31）、成纤维细胞（CD90、α-SMA）以及上皮细胞（CD326、CK5）等各类标志物。

同时，研究者对其中9对样本进行了scRNAseq分析，在单细胞层面实现深度转录组解析。不仅能细分细胞群体，还可进一步验证通过流式细胞术所获得的数据结果。

结果

细胞失衡特征

流式细胞术数据显示，在iSGS病人的瘢痕组织中，CD45+白细胞、CD90+成纤维细胞和CD31+内皮细胞的数量相较于正常气道样本有所增加；而在正常气道样本中，CD326+上皮细胞的数量相对较高。scRNAseq数据分析同样支持了这些发现，瘢痕组织中成纤维细胞和内皮细胞的比例显著上升，而上皮细胞的比例则相应下降。


炎症细胞谱系特征

在髓系细胞中，iSGS瘢痕样本中表现出CD11b+单核细胞、Siglec8+嗜酸性粒细胞、CD14+单核细胞以及CD11b+CD14+CD15+中性粒细胞数量的明显增多。scRNAseq数据进一步证实了这一结论，瘢痕组织样本中ITGAM基因（编码CD11b）和CD14基因的表达水平均有增高。


在淋巴细胞中，iSGS瘢痕组织内的CD3+ T细胞总体增多，特别是CD4+辅助T细胞、γδ+ T细胞以及FOXP3+调节性T细胞的数量显著增多。相比之下，正常样本中CD8+细胞毒T细胞较为丰富。scRNAseq数据同样显示疤痕样本中CD3ε、CD4、FOXP3以及CD8A基因的表达增强。


上皮细胞与成纤维细胞的动态转变

作为抵挡外界侵害的第一道关键防线，上皮屏障在iSGS病变中似乎受到损伤。正常气道样本富含CD326+CK5+基底上皮细胞，然而在瘢痕组织中，这类细胞却明显减少。


与此相反，iSGS瘢痕样本中成纤维细胞数量大幅度增加。流式细胞术结果显示，CD90+α-SMA+肌成纤维细胞这一具有强烈收缩性和胶原蛋白合成能力的特殊亚群数量上升。scRNAseq数据也证实了瘢痕样本中编码关键成纤维细胞标志物THY1和ACTA2（编码α-SMA）基因的表达水平显著增加。


参考文献：So RJ, Collins SL, Chan-Li Y, et al. A Comprehensive Flow Cytometry Panel for Analysis of Idiopathic Subglottic Stenosis. Otolaryngol Head Neck Surg. Published online April 12, 2024. doi:10.1002/ohn.754  IF: 3.4 Q1