中性粒细胞在病毒性肺炎病程中的命运决定和分化途径|ATS2024

中性粒细胞在病毒性肺炎病程中的命运决定和分化途径|ATS2024

2024年美国胸科学会年会（ATS）于5月17-22日在美国圣地亚哥举行，本届ATS年会主题为“Breakthrough Research, Excellence in Patient Care”。中日友好医院呼吸与危重症团队有多项研究入选，本文将介绍其中一项关于中性粒细胞在病毒性肺炎病程中命运决定和分化途径的重要研究。

MICROBIAL RESPIRATORY INFECTIONS DISCOVERIES专项讨论现场

研究背景

中性粒细胞是反应速度最快、攻击性最强的免疫细胞类型。由于中性粒细胞释放到循环系统后半衰期极短，我们对其在病毒感染发生时从循环系统到肺部的命运决定和异质性了解甚少。此外，中性粒细胞亚群以及对应的功能和分子基础仍不清楚。最关键的是我们不知道哪些亚群在严重病毒性肺炎中对肺部产生不良或有益的影响。

方法

研究招募了19名符合条件的重症病毒性肺炎患者和14名健康对照者。入组后在多个时间点收集支气管肺泡灌洗液（BAL）和外周血。通过外周血的密度梯度离心，将多形核细胞（PMN）和外周血单核细胞（PBMC）按1:4的比例混合。然后对总共88个样本进行单细胞测序。

结果

研究共获得超过620000个细胞，其中包括150000个中性粒细胞。我们发现中性粒细胞在重症病毒性肺炎患者的BAL细胞中占9.8%，在需要生命支持的重症病毒性肺炎患者的BAL细胞中占40.7%。中性粒细胞的标志性通路是通过NF-kb的IL6-Jak-Stat3信号传导和TNF信号传导。根据与病毒反应相关的基因表达，测量每个免疫细胞亚群对病毒反应的评分。结果发现，中性粒细胞是最活跃的细胞簇。中性粒细胞从外周血到肺部可以分为6个亚群。

velocity和拟时间分析表明，中性粒细胞从CEACAM8+亚群开始分化为MMP9+亚群。随后，MMP9+亚群可以朝三个方向分化：COP1+、ISG15+、PROK2+亚群。最终，所有亚群都会汇聚成PI3+亚群，这是要一个代表老化的亚群。其中，MMP9+是从血液到肺部的核心过渡亚群。当同一亚群从血液进入肺部时，其趋化性和活化状态会更高，甚至表现出一些独特的功能。令人惊讶的是，我们发现需要生命支持的患者中PI3+亚群显著增加。如果生命支持的患者合并细菌感染，PI3+亚群将进一步增加。

研究结果壁报展示

结论

在重症病毒性肺炎期间，中性粒细胞是最活跃的免疫细胞，而MMP9+中性粒细胞是从循环系统到肺部的核心过渡亚群。肺部的PI3+中性粒细胞是导致过度炎症的主要细胞类型。本研究为后续人类肺部中性粒细胞和中性粒细胞靶向干预的研究奠定了坚实基础。

作者简介

李海波，中日友好医院呼吸中心助理研究员，主要从事病毒性肺炎的机制和新型治疗方法研究。以第一作者（含共同）或共同通讯作者在Lancet Infectious Disease, Emerging Microbes & Infections、iScience, Journal of Antimicrobial Chemotherapy, Faseb J以及Protein & cell发表SCI论文多篇。作为项目负责人承担国家自然科学基金青年项目1项，中国医学科学院创新工程子课题1项，重点研发计划子任务1项，中日友好医院“菁英计划”人才项目1项。