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儿童腺样体肥大与扁桃体肥大的免疫微环境差异：单细胞RNA测序研究

一、作者与发表信息

本研究由Zihui Yu、Ziying Xu等来自Capital Institute of Pediatrics（北京儿科研究所）的多位学者合作完成，于2025年3月12日发表在Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-025-58094-w）。

二、学术背景

科学领域：本研究属于免疫学与儿科耳鼻喉科学的交叉领域，聚焦于儿童上呼吸道免疫器官（腺样体与扁桃体）的病理生理机制。

研究动机：
腺样体肥大（Adenoid Hypertrophy, AH）和扁桃体肥大（Tonsil Hypertrophy, TH）是儿童反复病原体感染导致的常见疾病，但两者免疫微环境的差异尚不明确。既往研究缺乏对两种组织的平行比较，尤其是单细胞水平的解析。

背景知识：
1. Waldeyer淋巴环的组成：腺样体（鼻咽扁桃体）和扁桃体（腭扁桃体）是儿童抵御病原体的第一道防线，富含B细胞、T细胞、树突状细胞等免疫细胞。
2. 临床问题：AH和TH常伴随发生，但AH更易导致上气道阻塞和睡眠呼吸暂停综合征（OSAS），而TH的免疫防御功能随年龄逐渐退化。

研究目标：
通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术，解析AH与TH的免疫细胞组成差异，揭示两者在病原体应答中的不同免疫调控模式。

三、研究流程与方法

研究分为以下关键步骤：

1. 临床样本收集与流行病学分析
- 研究对象：1,209名1-15岁AH患儿，根据Brodsky分级（TH）和Parikh分类（AH）分为不同严重程度组。
- 数据分析：统计年龄、BMI与AH分级的关联性，发现AH严重程度与年龄呈负相关（p=8.13e-28）。

2. 病理学与血液免疫指标分析
- 病理切片：对AH III-IV级样本进行H&E染色，显示滤泡大小随AH等级增加而增大（p=0.045）。
- 外周血检测：AH+TH+患儿淋巴细胞比例低于AH+TH-组（p<0.05），提示TH可能影响全身免疫状态。

3. 单细胞RNA测序（scRNA-seq）
- 样本：12对匹配的AH与TH组织（来自2-5岁患儿），共128,852个细胞（63,002个腺样体细胞，65,850个扁桃体细胞）。
- 技术平台：BD Rhapsody单细胞分析系统，采用全转录组扩增（WTA）和样本标签多重标记技术。
- 细胞分群：通过UMAP聚类鉴定7大类细胞（B细胞、T/NK细胞、浆细胞、髓系细胞等），并进一步细分亚群（如初始B细胞、耗竭性效应记忆CD4+ T细胞等）。

4. 功能验证实验
- 流式细胞术：验证scRNA-seq发现的细胞比例差异（如AH中初始B细胞增多，浆细胞减少）。
- 细胞因子检测：体外培养B/T细胞后，检测G-CSF、IL-8等细胞因子分泌水平，证实AH的免疫抑制倾向。
- 动物模型：采用卵清蛋白（OVA）诱导的过敏性鼻炎大鼠模型，验证鼻咽淋巴结免疫细胞变化与人类AH/TH的相似性。

5. 数据分析方法
- 差异基因分析：使用Gene Ontology（GO）富集分析比较AH与TH的B/T细胞功能通路。
- 细胞互作网络：通过配体-受体对分析（如PTPRC/CD22）揭示AH中B-T细胞互作减弱。

四、主要研究结果

1. 免疫细胞组成差异
- B细胞：AH中初始B细胞（naïve B）比例高于TH（p=0.012），但浆细胞比例更低（p=0.0014）。
- T细胞：AH中调节性CD4+ T细胞（Treg）增多（p=0.0047），而初始CD4+ T细胞减少（p=0.0006）。

2. 功能差异
- 抗原呈递能力：TH的浆细胞高表达MHC II类基因（如HLA-DRA），提示更强的抗原呈递能力。
- 免疫抑制特征：AH的Treg细胞高表达CCL5（p=0.0011）和FOXP3（p=0.00011），与免疫抑制相关。

3. 细胞互作网络
- TH特异性互作：TH中耗竭性CD4+ T细胞与浆细胞通过PTPRC/CD22通路相互作用（p=0.0195），而AH中此通路缺失。
- 细胞毒性CD8+ T细胞：AH等级升高伴随CD8+ T细胞数量减少（p=0.011）及细胞毒性基因（GZMA、NKG7）表达下调（p=2.1e-06）。

4. 动物模型验证
OVA模型显示鼻咽淋巴结滤泡增大（p<0.05），且B/T细胞比例变化与人类AH/TH一致，支持病原体感染导致免疫微环境重塑的假说。

五、结论与意义

科学价值：
1. 首次平行比较：揭示了AH与TH在单细胞水平的免疫差异，填补了儿童上呼吸道免疫器官研究的空白。
2. 机制解析：AH倾向于免疫抑制和耗竭，而TH保留更强的抗原应答能力，解释了AH更易导致慢性炎症的临床现象。

应用价值：
1. 临床指导：为AH/TH的差异化治疗（如免疫调节疗法）提供靶点。
2. 研究范式：建立了一套从临床样本到单细胞机制的完整研究流程。

六、研究亮点

1. 技术创新：首次对儿童AH/TH配对样本进行scRNA-seq分析，结合多重样本标记技术提高数据可靠性。
   
2. 重要发现：
   
   • 提出AH的“免疫耗竭-抑制”微环境模型。
     
   • 发现细胞毒性CD8+ T细胞功能衰减与AH进展的直接关联。
     
3. 跨学科整合：结合临床病理、流式验证和动物模型，强化结论的普适性。
   

七、其他有价值内容

• 微生物组差异：AH中拟杆菌门（Bacteroidetes）比例更高（p<0.05），可能与局部免疫调节相关。
  
• 维生素D代谢：AH中CD8+ T细胞的维生素D代谢通路下调（p=0.0037），提示营养干预潜力。
  

（全文约2,200字）