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本研究聚焦结核病（TB）感染中单核细胞亚群的动态变化，通过单细胞RNA测序技术揭示其在结核病进展中的关键作用，发现非经典单核细胞的异常分化轨迹及IRF9下调与结核病发展密切相关，为开发新型免疫治疗策略提供理论基础。
结核病（TB）是由分枝杆菌（Mtb）引起的一种高传染性和致命性传染病，全球每年约有1000万人感染。结核病的发病机制复杂，涉及宿主免疫系统与病菌之间的复杂相互作用。单核细胞在结核病免疫反应中发挥关键作用，其亚群的异质性可能影响宿主对Mtb感染的免疫反应。然而，目前对于单核细胞亚群在结核病进展中的具体作用及其分化轨迹尚不清楚。为深入了解单核细胞亚群在结核病中的功能，宁夏医科大学第一临床医学院的研究人员开展了一项基于单细胞转录组学的研究，旨在揭示单核细胞亚群在结核病进展中的动态变化及其潜在机制。
研究人员利用单细胞RNA测序技术分析了健康对照（HC）、潜伏性结核感染（LTBI）和活动性结核病（ATB）患者的外周血单核细胞（PBMCs），共获得55,533个细胞的转录组数据。通过主成分分析（PCA）、UMAP可视化和无偏聚类分析，研究人员鉴定出19个细胞簇和9种不同的细胞类型。研究发现，与健康对照组相比，LTBI和TB组中自然杀伤（NK）细胞逐渐耗竭，而单核细胞在TB组中显著增加。进一步分析单核细胞亚群，研究人员发现经典单核细胞（CD14++、CD16?）在疾病进展中表达炎症介质的比例增加，而非经典单核细胞（CD14+、CD16++）则逐渐耗竭。伪时间分析揭示了单核细胞从经典到中间再到非经典亚群的分化轨迹，非经典单核细胞的异常分化轨迹可能是结核病发病机制的关键。
研究人员还发现，IRF9是唯一在非经典单核细胞中下调的转录因子，其表达在LTBI和ATB组中均呈下降趋势。IRF9的下调可能通过影响铁死亡相关基因（如MEF2C、MICU1和PRR5）来削弱宿主对Mtb的清除能力，进而促进结核病的进展。此外，细胞通讯分析表明，非经典单核细胞与其他亚群之间的相互作用可能通过MIF和LGALS9等信号通路介导结核病的进展。
本研究通过单细胞转录组学技术，结合生物信息学分析，揭示了单核细胞亚群在结核病感染中的关键作用，为理解结核病的发病机制提供了新的视角，并为开发针对结核病的新型免疫治疗策略提供了潜在靶点。研究结果发表在《BMC Infectious Diseases》上，为结核病的预防和治疗提供了重要的理论支持。
在技术方法方面，研究人员主要采用了以下几种关键技术：（1）单细胞RNA测序技术，用于获取外周血单核细胞的转录组数据；（2）生物信息学分析，包括主成分分析（PCA）、UMAP可视化、无偏聚类分析和伪时间分析，用于解析单核细胞亚群的异质性和分化轨迹；（3）细胞通讯分析，用于探索单核细胞亚群与其他细胞亚群之间的相互作用；（4）转录因子调控网络分析，用于鉴定与结核病相关的关键转录因子及其靶基因。
研究结果方面，研究人员首先通过单细胞转录组分析揭示了结核病患者外周血单核细胞的特征，发现单核细胞亚群在不同疾病阶段表现出显著的异质性。接着，伪时间分析揭示了单核细胞从经典到非经典的分化轨迹，并发现非经典单核细胞的异常分化与结核病发展密切相关。此外，研究人员还发现IRF9在非经典单核细胞中的下调可能通过影响铁死亡相关基因来削弱宿主的抗结核能力。最后，细胞通讯分析揭示了非经典单核细胞与其他细胞亚群之间的相互作用，强调了MIF和LGALS9在结核病进展中的潜在作用。
在讨论部分，研究人员指出，本研究通过单细胞转录组学技术揭示了单核细胞亚群在结核病中的重要作用，强调了非经典单核细胞的异常分化轨迹和IRF9下调在结核病发病机制中的关键作用。这些发现不仅为理解结核病的免疫病理机制提供了新的见解，还为开发针对结核病的新型免疫治疗策略提供了潜在靶点。然而，本研究也存在一些局限性，如作为横断面研究无法直接推断单核细胞亚群与结核病进展之间的因果关系，未来需要通过纵向研究和实验验证来进一步确认这些发现。
