RAI ｜单细胞测序：解锁风湿性疾病的“细胞密码”，开启精准医疗新篇
导读
风湿性疾病因其复杂的免疫异常和显著的个体差异，长期以来是医学诊疗的难题。如今，单细胞测序技术的出现为破解这一困境带来了曙光。海军军医大学第一附属医院徐卫东教授团队在Rheumatology & Autoimmunity发表的综述，系统梳理了该技术在风湿性疾病研究中的里程碑式进展。这项被誉为“细胞显微镜”的技术，突破传统研究局限，深入解析类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、强直性脊柱炎等疾病的细胞异质性，清晰呈现免疫细胞亚群的基因表达与功能变化，为疾病的精准诊断和个性化治疗奠定了坚实基础。
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研 究背景
风湿性疾病的核心特征是异常免疫反应，而其高度的个体差异给诊疗工作带来了巨大挑战。不同患者在临床表现上多种多样，对治疗的反应也存在显著差异，这使得传统研究方法难以捕捉到这些细微的差别，无法为精准诊疗提供足够的依据。
就在这时，单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术实现了革命性的突破。自2009年首项关于小鼠胚胎的研究发表以来，在短短十年间，该技术取得了飞跃式发展。从最初只能对单个细胞进行分析，升级到能够对数十万细胞进行批量处理，同时成本还呈指数级下降。如今，它已不再局限于单一的RNA测序，还能完成DNA甲基化、基因组-转录组联合测序等多维度检测，为深入探究风湿性疾病的奥秘提供了强大的技术支撑。
内容简介
技术解析
标准的单细胞RNA测序工作流程包含样本制备、测序分析、数据处理和功能解读这几个关键环节。随着技术的不断发展，目前已衍生出scDNA-Seq、单细胞表观基因组测序等多种技术类型。这些多模态组学技术能够同步解析基因组、转录组等多维度的特征，再结合生物信息学分析，为揭示疾病的机制提供了全方位的视角，让研究人员能更全面、深入地了解风湿性疾病的发生发展过程。
疾病机制研究
在类风湿关节炎（RA）的研究中，单细胞测序技术发挥了重要作用。它发现促炎性Th17细胞存在异常扩增的情况，同时调节性T细胞还伴有功能障碍。不仅如此，该技术还识别出CD55+/CD90+/HLA-DRAhi阳性的致病性滑膜成纤维细胞亚群，这一发现为NOTCH3抑制剂、IL-6受体拮抗剂等靶向治疗提供了精准的依据，让治疗更加有的放矢。
对于系统性红斑狼疮（SLE），研究通过单细胞测序发现，患者外周血中的自身反应性浆细胞存在异常克隆扩增现象，浆细胞样树突状细胞也过度激活。这一发现锁定了I型干扰素通路作为重要的治疗靶点。此外，研究还发现低密度粒细胞中I型干扰素上调与疾病活动度密切相关，这使其成为SLE特异性的监测标志物，有助于更精准地监测病情变化。
在强直性脊柱炎（AS）的研究中，单细胞测序在肌腱附着点组织中识别出由IL-23/IL-17轴驱动的致病性T细胞亚群，这为IL-17A抑制剂的应用提供了坚实的理论支持，有望改善强直性脊柱炎患者的治疗效果。
系统性硬化症（SSc）的研究里，单细胞测序发现了促纤维化的CD34+间充质干细胞，进而揭示了TGF-β介导的纤维化机制，这一发现支持了TGF-β受体抑制剂在临床中的探索，为系统性硬化症的治疗开辟了新的思路。
干燥综合征（SS）的研究通过单细胞测序，描绘出唾液腺内异常的上皮-免疫相互作用，特别是发现了CXCL13过表达的导管细胞在淋巴组织新生中起到关键作用，这为抗CD20单克隆抗体（利妥昔单抗）的应用提供了实验支持，为干燥综合征患者的治疗带来了新的希望。
技术挑战与未来展望
尽管单细胞测序技术在风湿性疾病研究中取得了显著成果，但它仍面临着一些挑战。其中，组织处理差异导致的批次效应，以及不同中心实验流程不一致等问题，给跨研究对比带来了很大困难。不过，目前联邦学习框架等方案正在逐步解决这些问题，通过生成对抗网络实现隐私保护的数据整合，同时推进标准化预处理协议的制定、开发通用细胞分类器、开展生物标志物前瞻性验证等工作。
在临床转化方面，需要聚焦三个主要方向：建立标准化的预分析协议、利用预训练模型开发疾病通用分类器、开展单细胞测序指导下的患者分层干预试验。而这一切都需要多学科合作，才能将实验室的研究发现真正转化为临床获益，让技术更好地服务于患者。
展望未来，随着单细胞组学与空间转录组学、动物模型的深度融合，风湿性疾病的分子分型将更加精准。建立标准化的临床样本协议和跨模态数据整合工具，搭建实验室与临床之间的双向交流平台，将推动该技术从基础研究走向临床实践，最终实现风湿性疾病的精准诊断和个性化治疗，为患者带来更优质的健康结局。
结论
单细胞测序技术的出现，不仅极大地深化了人们对风湿性疾病发病机制的理解，更在很大程度上重塑了疾病的分类和治疗策略。它凭借强大的解析能力，突破了传统研究的局限，为风湿性疾病的研究打开了新的大门。可以说，单细胞测序技术为这类复杂疾病的精准医疗时代拉开了序幕，相信在不久的将来，它将在风湿性疾病的诊疗领域发挥更加重要的作用，为广大患者带来福音。
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