原发性硬化性胆管炎（PSC）是一种由免疫介导的慢性肝病，与人类白细胞抗原（HLA）有很强的相关性，并经常与炎症性肠病（IBD）并发。结直肠肿瘤（CRN）是PSC和IBD患者的主要并发症，25年累计CRN风险机率为50%，是未患PSC的IBD患者的五倍。一般认为，炎症会在多个阶段影响癌症的发展，包括起始阶段（将突变引入增殖细胞）和促进阶段（通过外部增殖信号使突变细胞优先扩增）。而PSC是否与CRN的促进有关，目前尚不清楚。
2023年6月15日，美国芝加哥大学的Bana Jabri教授团队在Nature Medicine杂志上发表了一篇题为 Antigen-driven colonic inflammation is associated with development of dysplasia in primary sclerosing cholangitis 的研究论文。在该研究中，作者结合流式细胞术、Bulk RNA-seq和scRNA-seq，对PSC患者、IBD患者和健康供体的结肠组织进行了测序分析，发现了一种PSC患者具有抗原驱动的IL-17A+ FOXP3+ CD4 T细胞表达致病性特征和分泌IgG的浆细胞明显扩增转录特征，该特征又与更高风险和更短的发育不良时间相关。研究还揭示了PSC和IBD中出现发育不良的驱动机制是不同的，为PSC患者结直肠癌的预防提供了依据。
01 PSC和IBD显示出明显不同的炎症特征
作者首先对PSC和IBD患者的组织环境差异进行了分类探究，通过对没有结肠发育不良病史患者的结肠组织进行Bulk RNA-seq（PSC n=65、IBD n=103和HD n=48），并基于无监督聚类，进一步将患者数据分为四个特征群体，分别为无炎症1型和2型（组织学和转录学上均无炎症，U1和U2）与炎症1型和2型（组织学和转录学均表现炎症，I1和I2）。而I2群体中PSC和IBD患者的比例差异明显：PSC占27%，而IBD占7%（chi-squared P=2.0× 10−6），这暗示PSC和IBD炎症的性质很可能是不同的。
02 PSC炎症以IL-17A+FOXP+CD4 T细胞为特征
鉴于PSC I2 中CD4 T细胞活化通路存在明显的富集，作者进一步对CD4 T 细胞上与活化相关标志物（IL-17A、IFN-γ、TNF-α和FOXP3）进行了流式检测，发现PSC I2患者的IL-17A+FOXP3+双阳性（DP）CD4 T细胞存在较高的占比。因此作者进一步推测该群DP CD4 T细胞可能在促进PSC患者独特的发育不良进展中起着关键作用。在对PSC患者（I2 n=5，I1 n=6，U n=4）的CD4 T进行富集和单细胞免疫组库测序分析，发现IL17A+FOXP3+DP CD4 T细胞在转录上存在GZMM23和IL32的高表达（此前已有报道GZMM23和IL32与结肠发育不良的发生有关），刺激的反应、分子转导活性和信号受体活性相关的通路存在显著富集。此外，在对所有CD4细胞评估致病特征的表达时，发现IL17A+FOXP3+DP CD4 T 细胞中富含致病性IL-17标志物。
03 PSC炎症的特点为IgG浆细胞大量扩增
由于在PSC I2中发现了特殊的致病性T细胞群体，因此作者进一步对B细胞群体特征进行了探究。在Bulk RNA-seq数据中作者发现免疫球蛋白相关基因是I2群体中上调最明显的基因之一，而且流式分析表明PSC I2患者中的浆细胞几乎都表现为CD19+。又鉴于浆细胞是肠道固有层最主要的B细胞亚群和表达最高量的免疫球蛋白，作者进而对不同群体PSC患者（I2 n = 4,I1 n = 3和U n = 6）的浆细胞进行了富集和单细胞免疫组库测序分析，发现浆细胞中的不同克隆型中，三个最大的克隆型都来分别自于炎症患者，其中I2中主要为IgG，I1主要为IgA。不仅如此，I2中的克隆型还具有更高的平均氨基酸差异水平和CDR3遗传多样性，表明PSC I2患者浆细胞中克隆型的多个支系可能获得了亲和力增强的突变，而且这种突变现象是由抗原驱动的。
结论和意义
综上，该研究通过结合单细胞免疫组库测序、流式细胞术和转录组测序分析，发现炎症的性质和促进结肠发育不良的机制在PSC和IBD之间是不同的，并深入分析了PSC中CRN高发的驱动机制，确定可预测PSC发育不良的转录特征，为PSC患者预防结直肠癌提供了新的预测指标。
参考文献：
Shaw DG, Aguirre-Gamboa R, Vieira MC, Gona S, DiNardi N, Wang A, Dumaine A, Gelderloos-Arends J, Earley ZM, Meckel KR, Ciszewski C, Castillo A, Monroe K, Torres J, Shah SC, Colombel JF, Itzkowitz S, Newberry R, Cohen RD, Rubin DT, Quince C, Cobey S, Jonkers IH, Weber CR, Pekow J, Wilson PC, Barreiro LB, Jabri B. Antigen-driven colonic inflammation is associated with development of dysplasia in primary sclerosing cholangitis. Nat Med. 2023 Jun;29(6):1520-1529. doi: 10.1038/s41591-023-02372-x. Epub 2023 Jun 15. PMID: 37322120; PMCID: PMC10287559.
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