单细胞多组学揭示心血管疾病中隐匿的免疫特征

亮点

• 全面的单细胞多组学分析识别出与冠状动脉疾病（Coronary Artery Disease, CAD）和心血管死亡相关的新型免疫特征。
• 细胞增殖和T细胞活化特征与不良心血管结局显著相关，且这种相关性独立于传统炎症标志物高敏C反应蛋白（high-sensitivity C-reactive protein, hsCRP）和白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）。
• 相关发现已在多个独立队列中得到验证，并得到动脉粥样硬化斑块中蛋白水平证据的支持。
• 这些免疫特征有望作为超越全身炎症的心血管风险分层预后工具。

研究背景

动脉粥样硬化及其临床表现，如冠状动脉疾病（Coronary Artery Disease, CAD），仍然是全球发病和死亡的主要原因。炎症和免疫机制在这些疾病的发病机制和进展中发挥核心作用。高敏C反应蛋白（high-sensitivity C-reactive protein, hsCRP）和白细胞介素-6（interleukin-6, IL-6）等已建立的全身炎症标志物，在评估心血管风险方面具有重要价值，但它们并不能充分反映免疫学因素对动脉粥样硬化的全部贡献。识别新的免疫学决定因素，尤其是在细胞和分子分辨率层面，对于提高风险评估和开发靶向治疗至关重要。

研究设计

本探索性、概念验证性的嵌套病例对照研究在Ludwigshafen Risk and Cardiovascular Health（LURIC）队列中开展。该队列为一个特征明确的前瞻性队列，共纳入3316例患者。研究者根据血管造影证实的CAD存在情况及生存状态，选取了44名研究对象。采用整合式多组学方法对外周血免疫细胞进行全面免疫表型分析，内容包括总体RNA测序、单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）、单细胞T细胞受体测序、质谱流式细胞术、空间成像以及细胞因子分泌检测。研究还应用多组学因子分析以识别共享的转录程序。随后，将所识别的免疫信号与CAD状态和心血管死亡进行关联分析，并在两个独立队列中加以重复验证；这两个队列合计包含136份scRNA-seq数据集。

主要发现

多组学分析揭示了常规生物标志物无法识别的免疫学特征。研究识别出一个显著的细胞增殖特征，并发现其与T细胞活化、记忆形成、克隆扩增、干扰素信号通路以及细胞因子分泌谱密切相关。这些转录程序及其相关免疫细胞亚群与血管造影证实的CAD以及不良长期心血管结局均呈显著相关。

值得注意的是，这些关联独立于高敏C反应蛋白（hsCRP）和白细胞介素-6（IL-6）等全身炎症标志物。上述标志物主要来源于髓系细胞，这进一步强调了涉及适应性免疫的独特免疫轴。

蛋白水平验证证实动脉粥样硬化斑块内存在增殖中的免疫细胞，从而强化了这些发现的生物学意义。此外，研究还评估了这些免疫特征的预后潜力，结果显示其有望作为急性冠脉综合征患者短期心血管结局的分层工具。

关键结果在独立队列中的重复验证，进一步巩固了所识别免疫特征的稳健性和可推广性。

专家评论

本研究借助前沿的单细胞多组学技术，深化了我们对CAD免疫学基础的认识。研究识别出的增殖性T细胞特征独立于既有炎症标志物，标志着心血管风险评估从传统炎症指标向更精细的免疫表型分析方法转变。

尽管该研究属于探索性研究，且初始样本量相对较小，但其全面的实验设计以及在独立队列中的严格验证增强了结论的可信度。然而，仍需更大规模的前瞻性研究，以进一步优化这些特征，并评估其在临床风险预测模型和治疗靶向中的应用价值。

关于克隆扩增和干扰素信号的机制性见解，也为面向个体风险特征的创新免疫调节干预提供了新的方向。

结论

单细胞多组学在心血管免疫学中的应用，揭示了与CAD和心血管死亡密切相关的新型细胞和分子免疫特征，其作用超越了传统全身炎症标志物。这些发现具有重要转化潜力，有望改善心血管风险分层并指导个体化治疗策略。未来结合纵向多组学动态监测和功能研究，将是全面阐明适应性免疫增殖在动脉粥样硬化中的作用及其临床意义的关键。

资金来源与Clinicaltrials.gov

本研究获得了原始文献所述相关机构的科研资助。LURIC研究为一项已注册且持续进行的前瞻性队列研究，为心血管研究提供了宝贵资源。

参考文献

Horstmann H, Anto Michel N, Losert C, et al. Immunological risk identified by single-cell multi-omics and cardiovascular outcomes. Eur Heart J. 2026 Aug 14. PMID: 42596600.

Ridker PM, et al. Inflammation and Atherosclerosis: Role of C-Reactive Protein. Circulation. 2003.

Libby P. Inflammation in atherosclerosis. Nature. 2002.