单细胞 RNA 测序揭示急性后极部多灶性扁平状色素上皮病变的免疫致病应答景观：开启眼部罕见病研究新视角

急性后极部多灶性扁平状色素上皮病变（APMPPE）病因不明，研究人员对其患者外周血单核细胞（PBMCs）进行单细胞 RNA 测序。发现单核细胞亚群变化，确定关键基因 IFITM3，揭示疾病免疫景观，为探究病因和潜在治疗靶点提供依据。

　　在神秘的眼部疾病世界里，有一种极为罕见的病症 —— 急性后极部多灶性扁平状色素上皮病变（APMPPE），它如同隐匿在黑暗中的幽灵，悄无声息地侵袭着人们的眼睛。APMPPE 主要影响年轻人，发病率约为每年十万分之零点一五。自 1968 年被发现以来，虽然医生们对其临床特征逐渐有了一定了解，但它的发病机制却始终笼罩在迷雾之中。早期认为炎症发生在视网膜色素上皮（RPE），不少患者接受了全身皮质类固醇治疗，然而治疗效果并不理想。后来研究发现它与免疫相关，可能由病毒感染诱发，还与一些自身免疫性疾病有关，部分携带特定基因（如 HLA-B7 和 HLADR2）的人更易患病。但触发因素如何引发脉络膜和 RPE 的免疫反应和炎症，以及为何富含色素的 RPE 会成为主要攻击目标等问题，依旧是未解之谜。

为了揭开 APMPPE 的神秘面纱，来自河南眼研究所、河南创新医学科学院眼研究所等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们利用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对一位 APMPPE 患者急性发作期的外周血单核细胞（PBMCs）和一位健康对照者的 PBMCs 进行分析。研究结果发表在《Genes & Immunity》杂志上，为我们认识 APMPPE 带来了全新的视角。

此次研究采用了多种关键技术方法。首先是 scRNA-seq 技术，它能在单细胞水平上全面分析基因表达，为研究细胞的异质性提供了有力工具。研究人员从患者和健康对照者身上采集血液样本，通过 Ficoll 梯度分离法获取 PBMCs，再将其制成单细胞悬液并构建文库进行测序。之后，利用 Cell Ranger 软件处理数据，通过 Seurat 和 SingleR 等 R 包进行细胞鉴定、聚类分析以及差异表达基因（DEGs）的识别。此外，还运用了基因集变异分析（GSVA）探究单核细胞亚群的潜在功能，借助 Monocle 2 进行伪时间轨迹分析，利用 SCENIC 分析转录因子，通过 CellChat 研究细胞间通信。

研究结果如下：

1. APMPPE 患者的临床特征：一位 22 岁女性患者，在出现流感症状两周后双眼视力突然下降。眼科检查发现双眼后极部有多个黄白色扁平状病变、黄斑色素沉着等异常。经过一个月随访，视力有所改善，10 个月后视力基本恢复，但仍有部分结构未完全恢复正常。
2. PBMCs 主要亚型聚类分析和细胞群体鉴定：对 PBMCs 进行 scRNA-seq 和聚类分析，将大部分细胞分为 B 细胞、单核细胞、NK 细胞和 T 细胞四类。与健康对照相比，APMPPE 患者 PBMCs 中单核细胞比例显著降低，且免疫相关基因表达存在差异，提示免疫系统和传染病相关基因在 APMPPE 患者 PBMCs 中，尤其是单核细胞中发生了显著改变。
3. APMPPE 患者单核细胞亚群显著改变：研究发现 APMPPE 患者单核细胞可分为五个亚群：S100A12、CD16、促炎、NK 样和巨核细胞样单核细胞。APMPPE 患者疾病导致单核细胞亚群发生亚型转移，促炎单核细胞比例增加，提示其可能在疾病发病机制中发挥重要作用。
4. 基于 scRNA-seq 构建病理状态下单核细胞发育轨迹：通过 RNA 速度分析和伪时间排序，发现单核细胞从 S100A12 单核细胞分化，向促炎和 NK 样单核细胞发展，且 APMPPE 患者中存在从 S100A12 单核细胞向 CD16 和促炎单核细胞的转化，同时确定了不同基因表达模块及其相关的生物学过程。
5. GSVA 分析揭示黑色素生成在 APMPPE 发病机制中 CD16 单核细胞的意义：GSVA 分析显示，APMPPE 患者与健康对照相比，单核细胞中多种免疫途径表达增加，黑色素生成途径显著抑制，且黑色素生成相关基因在 CD16 单核细胞中表达较高，表明该途径在疾病发病机制中具有重要作用。
6. 促炎和 CD16 单核细胞中 DEGs 的 GO 和 KEGG 富集分析：对促炎和 CD16 单核细胞中的 DEGs 进行分析，发现它们参与多种免疫相关生物学过程和疾病相关通路，进一步证实这两种单核细胞在 APMPPE 炎症和免疫反应中的关键作用。
7. IFITM3 参与 APMPPE 发病机制中的免疫反应：IFITM3 在 APMPPE 患者单核细胞中显著上调，尤其是在促炎和 CD16 单核细胞亚群中，其激活可能驱动 S100A12 单核细胞向这两个亚群分化。
8. CD16 和促炎单核细胞的转录调控：通过 SCENIC 分析确定了促炎单核细胞和 CD16 单核细胞中的关键转录因子，如 IRF7、STAT1、STAT2 和 SPI1 等，它们在调节单核细胞功能和分化中发挥重要作用。
9. APMPPE 患者与健康对照细胞群体通信比较：利用 CellChat 分析发现，APMPPE 患者中一些免疫相关信号通路，如 TNF 和 IFN-II 信号通路更为活跃，且效应 CD4T 细胞与 CD16 和促炎单核细胞之间的相互作用增强。

研究结论和讨论部分指出，该研究构建了 APMPPE 患者急性期 PBMCs 的详细图谱，确定了单核细胞的五个亚群及其独特基因表达模式，发现单核细胞亚群在疾病过程中的亚型转移，确定 IFITM3 为疾病特异性标志物。研究表明病毒感染可能通过激活 CD16 单核细胞引发 APMPPE 的自身免疫反应，先天免疫反应可能影响黑色素生成，导致患者眼底出现低自发荧光现象。不过，该研究存在一定局限性，样本仅来自一位患者，样本量较小，可能存在统计偏差。未来需要更多病例研究来进一步探究 APMPPE 的发病机制，以及其他细胞亚群在疾病中的作用。但总体而言，这项研究为理解 APMPPE 的病因和潜在生物标志物奠定了基础，为后续的研究和治疗提供了重要方向。