文章亮點：該研究利用質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)（Mass Cytometry，CyTOF），對歐洲人群（EU）、未感染印尼人群（ID urban）及感染印尼人群（ID rural）治療前后的外周血樣本的37種蛋白標(biāo)記物進行了同步標(biāo)記檢測，通過對細(xì)胞表型及功能的數(shù)據(jù)整合分析，實現(xiàn)了對蠕蟲感染導(dǎo)致的人類免疫細(xì)胞異質(zhì)性及免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的深入綜合評估。質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)突破了傳統(tǒng)研究中通道數(shù)量、檢測精度和分析維度的局限性，在提高單次實驗數(shù)量和實驗效率的基礎(chǔ)上，令實驗數(shù)據(jù)更豐富完整。

世界上60%以上的人口處于蠕蟲感染風(fēng)險之中。據(jù)估計，僅通過土壤傳播的蠕蟲導(dǎo)致超過15億人感染，占整個人口的24%。而多數(shù)人可持續(xù)長達(dá)20年的慢性感染【1】。因此更加全面系統(tǒng)地闡述免疫細(xì)胞在蠕蟲感染中的調(diào)節(jié)機制對于蠕蟲病的防治至關(guān)重要。已有大量研究表明蠕蟲能夠引起小鼠2型免疫細(xì)胞（ILC2）反應(yīng)調(diào)節(jié)，但是由于人類外周血中ILC2細(xì)胞表達(dá)較低，使得蠕蟲引起的人類2型免疫調(diào)節(jié)相關(guān)研究存在一定挑戰(zhàn)。

2020年，來自荷蘭萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的Maria Yazdanbakhsh教授團隊在Science Translational Medicine上發(fā)表題為“Helminth infections drive heterogeneity in human type 2 andregulatory cells”的文章。文章利用質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)的多通道檢測及多維度生信分析，對歐洲人（EU）、未感染印尼人群（ID urban）及感染印尼人群（ID rural）治療前后的外周血中包括ILC2在內(nèi)的免疫亞群及功能進行了全面檢測和深入分析。該研究結(jié)果為針對這些細(xì)胞為目標(biāo)進行更精細(xì)的疾病干預(yù)提供了新策略。

首先，研究人員對EU及感染治療前后ID rural人群檢測的外周血質(zhì)譜流式數(shù)據(jù)進行HSNE聚類分析。綜合數(shù)據(jù)顯示免疫細(xì)胞被分為CD4+ , CD8+ , TCRγδ, B cells,，ILCs及髓系細(xì)胞6大亞群，且這6大亞群細(xì)胞表型及功能具有異質(zhì)性(Fig.1)，表明歐洲人和蠕蟲感染印尼人之間在固有和適應(yīng)免疫功能特征中具有明顯區(qū)別。

Fig.1 EU及ID rural的免疫特征

隨后，研究人員分析發(fā)現(xiàn)蠕蟲感染能夠增加TH2 CD4+細(xì)胞占比（Fig.2 A-B）。對TH2細(xì)胞進一步聚類分析獲得22個細(xì)胞亞群(Fig.2 C)，這些細(xì)胞能夠相反表達(dá)或不表達(dá)CD7和KLRG1，推測蠕蟲感染能夠使效應(yīng)細(xì)胞處于終端化狀態(tài)，而且使CD161+細(xì)胞處于過渡狀態(tài)。此外，ID post能夠產(chǎn)生更多低表達(dá)GATA3和CRHT2的CD7+ TH2細(xì)胞，推測蠕蟲感染會降低2型免疫因子細(xì)胞的產(chǎn)生(Fig.2 D)。

Fig.2 蠕蟲感染對TH2CD4+細(xì)胞的影響

對ILCs細(xì)胞亞群聚類分析發(fā)現(xiàn)ID post免疫細(xì)胞中ILC2（CD127+C161+CRTH2+）細(xì)胞比例顯著高于EU（Fig.3 A），蠕蟲還感染能夠引起ILC2亞群中KLRG1+ CCR6+ ILC2s (cluster 5)細(xì)胞比例的降低（Fig.3 B）。Treg作為抑制性T細(xì)胞內(nèi)的一種功能亞群，在蠕蟲感染特異性免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)ID pre 中CTLA-4+Treg及CD161+Treg細(xì)胞占比高于EU，其比值在經(jīng)過治療后降低（Fig.3 C-D）。蠕蟲感染還能夠刺激CTLA-4+HLA-DR+CD38+ICOS+ Treg細(xì)胞的表達(dá)（Fig.3 E），表明該亞群與蠕蟲感染后的免疫應(yīng)答密切相關(guān)。

Fig.3 蠕蟲感染對ILCs及Treg細(xì)胞的影響

進一步研究發(fā)現(xiàn)免疫2型細(xì)胞因子（IL-4/IL-5/IL-13+）細(xì)胞主要表達(dá)于CD8+、CD4+、ILC2細(xì)胞及TCRγδ細(xì)胞（Fig.4 A）。此外，免疫2性細(xì)胞因子在ID pre組中占比更高，說明蠕蟲感染能夠刺激更多免疫細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子。治療一年后比例降低（Fig 4B），其主要是由CD4+，ILC2以及CD8+細(xì)胞數(shù)量減少所致。此外，研究發(fā)現(xiàn)CD8+細(xì)胞中IL-4/5/13+cell /CD8+與2型免疫細(xì)胞因子亞群（TC2）CD45RO+CCR7−CD161−CD56−CD8+ T cells呈線性相關(guān)（r=0.87）（Fig.4 C）。

Fig.4 蠕蟲感染影響免疫2型細(xì)胞因子變化

研究發(fā)現(xiàn)蠕蟲感染能夠提高CD11c+及IL-10+IFN-y-IL-2-TNF-a-/IL-10+CD4+細(xì)胞亞群占比（Fig.5）。

Fig.5 蠕蟲感染對IL-10+B及IL-10+CD4+細(xì)胞變化影響

最后，研究人員對歐洲人群（EU）、印尼城鎮(zhèn)人群及印尼鄉(xiāng)村人群進行了質(zhì)譜流式分析發(fā)現(xiàn)歐洲人群與印尼城鎮(zhèn)人群具有相似的免疫表征，表明蠕蟲感染的2型和調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的變化并不是因為種族差異。綜上，該研究利用質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)優(yōu)勢，對蠕蟲感染患者人群罕見的細(xì)胞亞群（如ILC2s、Tc2細(xì)胞和Bregs等）及蠕蟲感染免疫調(diào)節(jié)重要細(xì)胞亞群（TH2細(xì)胞和Treg細(xì)胞）異質(zhì)性及功能進行了深入研究分析，進而為針對這些細(xì)胞為目標(biāo)進行更精細(xì)的疾病干預(yù)提供了新策略。

【參考文獻】

1.Motran CC，et al．Front Immunol，2018.

2.de RuiterK, et al.Science Translational Medicine，2020.