原发性胆道胆管炎(PBC)是一种以多谱系免疫失调为特征的慢性自身免疫性肝病，可引起炎症、纤维化甚至肝硬化。由于传统检测方法的局限性，PBC的局部肝脏免疫发病机制尚未完全确定。

2024年10月7日，浙江大学杨益大、钱鹏旭及金希共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Single-cell RNA sequencing reveals the pro-inflammatory roles of liver-resident Th1-like cells in primary biliary cholangitis”的研究论文，该研究全面的单细胞转录组分析扩展了对PBC病理机制的理解，并为PBC患者的治疗提供了潜在的靶点。

研究利用单细胞RNA测序技术来描绘PBC患者的免疫细胞景观并破译PBC患者的分子机制。研究发现胆管细胞和肝星状细胞参与肝脏炎症和纤维化。此外，Kupffer细胞表现出炎症因子水平升高和清道夫功能相关基因减少，而T细胞表现出炎症因子水平升高和细胞毒性相关基因减少。有趣的是，在PBC患者和小鼠PBC模型的肝脏中发现了具有JAK-STAT激活的肝驻留Th1样人群。最后，在小鼠PBC模型中，阻断JAK-STAT通路可减轻肝脏炎症并消除肝脏常驻Th1样细胞。

原发性胆道胆管炎(PBC)是一种慢性自身免疫性肝病，其特征为破坏性淋巴细胞胆管炎，存在特异性血清抗线粒体抗体(AMAs)，且以女性为主，随后可导致炎症、纤维化甚至肝硬化。每年，全世界至少有10万人被诊断为PBC, 40岁以上的女性中至少有千分之一患有PBC。高达40%的PBC患者对熊去氧胆酸(UDCA)的主要治疗有不完全反应。由于自身免疫性疾病的独特特征，针对免疫损伤的生物学治疗已经发展起来。然而，它们的有效性差异很大，没有一种进入常规临床应用。因此，迫切需要进一步了解PBC的免疫学发病和进展的潜在机制。

多重免疫细胞失调是PBC的关键特征。具体来说，抗原呈递细胞(APCs)，如树突状细胞(DCs)，呈现胆管来源的自身抗原，并通过特异性靶向位于线粒体内膜上的丙酮酸脱氢酶复合物的E2亚基，触发随后的CD4⁺和CD8⁺T淋巴细胞的自身反应性免疫反应。浆细胞产生的AMAs可识别胆上皮细胞(BECs，也称为胆管细胞)凋亡泡内的免疫原性复合物。这些AMA-apotope复合物进一步刺激肝巨噬细胞，放大局部炎症信号，最终导致胆管损伤。此外，受刺激的胆管细胞表达多种具有不同功能的趋化因子。例如fractalkine招募CX3CR1阳性的单核细胞，如CD4⁺和CD8⁺T细胞和单核细胞，放大局部炎症信号。其他类型的细胞，包括自然杀伤细胞(NK)、自然杀伤T细胞(NKT)、粘膜相关不变性T细胞(MAIT)和肝星状细胞(HSCs)，也会促进局部炎症微环境，从而导致进行性胆管缺失、胆汁淤积和胆道纤维化。

PBC患者肝髓细胞的特征（图源自Nature Communications ）

对某些临床疾病的机制理解的一个重要障碍可能是由于现有的方法，特别是在细胞聚类和分析方面的研究深度不理想。特别是，来自大块组织的转录组数据不足以提供特定细胞类型的更详细信息。因此，更彻底和深入的(细胞和分子水平)数据采集和挖掘方法是必要的，并且近年来得到了迅速的发展。单细胞RNA测序(scRNA-seq)是研究细胞间转录组异质性的有力工具，已成功地用于描述自身免疫性肝病(如原发性硬化性胆管炎(PSC)、自身免疫性肝炎(AIH)和PBC)中免疫细胞的病理变化。然而，PBC的单细胞转录组学特征，特别是免疫微环境的特征，仍需进一步探索。

研究应用scRNA-seq来描述有和没有PBC的个体的肝组织和外周血单核细胞(PBMCs)的免疫学景观。研究揭示了PBC的病理特征，并建立了免疫细胞和非免疫细胞的细胞通讯网络。重要的是在PBC患者的肝脏中发现了肝脏驻留和促炎性Th1样细胞群，而不是PMBCs。通过对经2OA-BSA免疫的实验性胆管炎小鼠的scRNA-seq分析进一步验证了发现，并鉴定出相似的肝驻留Th1样细胞。重要的是，JAK/STAT通路在人和小鼠Th1样细胞中均被激活，阻断小鼠模型中的JAK/STAT通路可改善肝脏炎症并抑制Th1样细胞。研究的发现扩大了我们对PBC病理机制的理解，并为PBC治疗提供了潜在的治疗靶点。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-53104-9