这是一篇发表在Nature期刊（2025年2月13日，第638卷）的原创研究论文，题为《GzmK-expressing CD8+ T cells promote recurrent airway inflammatory diseases》，由来自清华大学、首都医科大学附属北京同仁医院、昌平实验室等机构的Feng Lan、Jizhou Li、Wenxuan Miao等共同完成。研究团队通过多学科合作，揭示了表达颗粒酶K（granzyme K, GzmK）的CD8+ T细胞在慢性鼻窦炎和哮喘等复发性气道炎症疾病中的关键作用。
研究背景
慢性气道炎症疾病（如慢性鼻窦炎伴鼻息肉和哮喘）常呈现慢性复发性特征，现有治疗手段难以根治。T细胞在多种炎症性疾病中发挥核心作用，但其亚群如何驱动疾病复发尚不清楚。课题组前期发现鼻息肉组织中存在大量T细胞浸润，尤其注意到CD8+ T细胞的克隆性扩增与疾病复发相关。基于此，研究团队提出假说：特定CD8+ T细胞亚群可能通过效应分子GzmK激活补体级联反应，从而促进炎症复发。
研究方法与流程
研究分为六个主要环节：
T细胞受体（TCR）克隆追踪
- 样本：收集6名鼻息肉患者的连续手术样本（间隔0.2–3.1年）及7名健康对照的鼻组织。
- 技术：通过单细胞TCR测序（scTCR-seq）和全长TCRα/β链组装，分析克隆重叠性。
- 发现：复发病例中存在持续性CD8+ T细胞克隆，且这些克隆具有效应记忆样特征（高表达KLRG1和CD27）。
单细胞转录组分析
- 样本：7例鼻息肉和4例对照组织的CD45+免疫细胞（共42,466个细胞），以及外周血CD8+ T细胞（10,897个细胞）。
- 技术：scRNA-seq结合UMAP聚类，鉴定出15个αβ T细胞亚群，其中T1亚群（GzmK+ CD8+ T细胞）在复发患者中显著富集。
- 关键表型：T1细胞高表达GzmK而非2型细胞因子（如IL-5），且其组织浸润程度与疾病严重程度正相关。
GzmK的底物筛选与功能验证
- 方法：采用GzmK-S214A（酶活性失活突变体）从患者组织裂解液中富集互作蛋白，通过质谱鉴定161–3,116种候选底物。
- 关键发现：GzmK可切割补体成分C2、C3、C4和C5，其中对C3的切割效率达经典C3转化酶（C4b2a）的35%，释放促炎因子C3a。体外实验证实GzmK切割C3的位点为α链R748。
病理机制解析
- 空间分析：免疫组化显示GzmK+ CD8+ T细胞在鼻息肉中形成三级淋巴结构，其周围补体C3沉积显著。
- 小鼠模型：通过OVA诱导的哮喘模型，发现GzmK缺失（Cd4-Cre;GzmKfl/fl小鼠）或药理学抑制（PPACK处理）可减少嗜酸性粒细胞浸润并改善肺功能，且该效应依赖补体C3。
临床应用潜力验证
- 队列分析：148例患者数据显示，组织GzmK水平较嗜酸性粒细胞计数和IL-5更能预测疾病严重程度（ROC曲线下面积：0.87 vs. 0.76⁄0.71）。
- 干预实验：在疾病进展期诱导GzmK基因敲除（ROSACreERT2;GzmKfl/fl小鼠）仍能显著缓解炎症，提示靶向GzmK的治疗窗口期较宽。
主要结果与逻辑链条
- 克隆持续性：复发性鼻息肉中存在长期存活的GzmK+ CD8+ T细胞克隆，其与外周血B2细胞亚群（具有干细胞样特征）共享TCR序列，提示循环-组织迁移路径。
- 补体激活机制：GzmK通过切割补体成分形成C3a，招募C3aR+的嗜酸性粒细胞和肥大细胞，协同2型免疫反应恶化炎症。
- 治疗靶点价值：抑制GzmK可阻断补体级联，改善小鼠模型的气道高反应性，且与现有生物标志物（如IL-5）相比，GzmK具有更高的疾病预测特异性。
研究结论与价值
本研究首次揭示GzmK+ CD8+ T细胞通过补体激活途径驱动气道炎症复发的机制，提出了以GzmK为靶点的新治疗策略。其科学价值在于：
1. 理论创新：发现T细胞可通过非细胞毒性颗粒酶（GzmK）直接激活补体系统，建立了适应性免疫与天然免疫交互的新范式。
2. 临床转化：GzmK抑制剂或基因编辑技术可能为难治性气道疾病提供精准干预手段。
3. 诊断革新：组织GzmK水平可作为预测复发风险的独立生物标志物。
研究亮点
- 技术整合性：结合单细胞多组学、克隆追踪和空间转录组，系统性解析了GzmK+ T细胞的病理特征。
- 跨物种验证：从人类队列到小鼠模型，完整复现了GzmK-补体轴的致病作用。
- 治疗潜力：证明了疾病进展期靶向GzmK仍有效，拓宽了治疗时间窗。
其他价值
研究还提示，GzmK可能在其他慢性炎症（如类风湿关节炎）中发挥类似作用，为泛炎症治疗提供新思路。此外，发现DMBT1（一种已知抗炎蛋白）是GzmK的新底物，暗示其切割网络的复杂性有待进一步探索。
（注：专业术语如“补体级联（complement cascade）”“效应记忆T细胞（effector memory T cells, TEM）”等均在首次出现时标注原词。）