肠道扮演着一个超级复杂的生态系统角色，它不仅负责消化食物，还是免疫系统的重要防线。当该系统出现故障时，可能会引发一系列令人困扰的疾病，比如炎症性肠病（IBD）。其中克罗恩病样袋炎（CDP）是一种特别棘手的IBD，它是溃疡性结肠炎（UC）患者在接受回肠袋肛管吻合术后（IPAA）的会发生的慢性炎症性疾病，但其病理特征研究甚少。幸运的是，科学家们正在努力揭开它的神秘面纱，而最新的研究为该疾病的诊断带来了新的希望。

华盛顿大学路易斯分校医学院Marco Colonna团队发表论文Mucosal Single-Cell Profiling of Crohn’s-Like Disease of the Pouch Reveals Unique Pathogenesis and Therapeutic Targets，旨在通过单细胞测序技术探索袋状克罗恩病（CDP）患者的发病机理。

发表期刊：Gastroenterology  影响因子：26.3

实验技术：

单细胞转录组，单细胞免疫组库测序，CyTOF，免疫组化（IHC），细胞实验图1 研究方案及结果发现

实验方案：

本研究招募了50名接受IPAA手术的患者，包括正常袋体/回肠（UC）、CDP、袋炎患者，以及家族性腺瘤性息肉病（FAP）术后正常袋体/回肠患者。这些患者被分为四组，其粘膜样本用于单细胞测序分析细胞类群和CyTOF检测分析黏膜免疫细胞的表面标志物，并使用独立队列的样本进行免疫组化验证，以确保研究结果的可靠性。

1. CDP队列（n=16），这些患者在结肠切除术前被诊断为溃疡性结肠炎（UC），但在储袋术后有克罗恩病样病变（CDP）。
2. 正常（非炎症性）UC储袋/回肠队列（或正常储袋/回肠[UC]，n=20）。
3. UC储袋炎队列（n=9）。

正常家族性腺瘤性息肉病（FAP）储袋/回肠队列（正常储袋/回肠[FAP]，n=5）图2 样本类型及技术路线

实验结果：

1. UC患者IPAA术后袋体与回肠的细胞图谱

研究人员从22个单细胞转录组样本中（pouch_ctrl，ileum_ctrl，pouch_cdp，ileum_cdp组）获得了174,917个细胞的高质量数据，这些细胞被分为5个主要的细胞群：T细胞和天然淋巴细胞、B细胞和浆细胞、单核吞噬细胞、上皮细胞和基质细胞。

图3 UC患者IPAA术后袋体与回肠的细胞图谱展示

2. UC患者IPAA术后袋体与回肠的细胞差异

研究结果表明即使在没有炎症的情况下，袋体的细胞组成和状态也与回肠有所不同。袋体中富含调节性T细胞（Tregs）、IL17⁺FOXP3⁺ T细胞（Th17-reg）、滤泡辅助T细胞等，而回肠中则有更多的幼稚CD8 T细胞、簇绒细胞、潘氏细胞等。这些差异可能是由于袋体在IPAA术后微生物负荷增加所导致的。

图4 正常袋体和回肠中细胞比例变化

3. CDP的免疫细胞重塑

与正常袋体/回肠相比，CDP患者的袋体和回肠中所有主要细胞群都发生了显著的重塑。CDP中扩增的细胞亚群包括辅助性T细胞17（Th17）细胞、炎症性成纤维细胞、炎症性单核细胞、TREM1⁺单核细胞等。此外，CDP还表现出效应T细胞的克隆扩增，以及T细胞耗竭标志物的下调，这可能与疾病的慢性炎症状态有关。

图5 CDP队列和正常组免疫组库差异

4. 单核吞噬细胞和成纤维细胞的促炎作用

CDP患者的单核吞噬细胞表现出强烈的促炎特征，包括高表达的S100A9、IL1A、CXCL1等炎症基因，以及组织重塑相关的基因。这些细胞还高表达促进Th1/Th17分化的细胞因子，如IL23、IL12、IL1B和IL6。此外，CDP中还出现了“趋化因子分泌型巨噬细胞”亚群，它们高表达CCL3、CCL4、CXCL2等趋化因子，可能有助于招募单核细胞、中性粒细胞和T淋巴细胞。

图6 CDP髓系细胞（MNPs）和成纤维细胞的炎症介质表达上调

5. 内质网应激的激活

研究发现CDP患者的袋体和回肠中所有主要细胞群都表现出内质网应激（ER stress）和未折叠蛋白反应（UPR）的激活。这种激活涉及多个UPR组分，尤其是IRE1α-XBP1通路。与UC、CD和袋炎相比，CDP是唯一一个在所有主要免疫和非免疫细胞群中都表现出UPR激活的疾病。这一发现可能为CDP的诊断和治疗提供新的方向。

图7 UPR在主要细胞器中发生的特征

研究的参考性：

1. 对CDP治疗提供新的靶点和治疗方案

这项研究为我们理解CDP的病理机制提供了重要的线索。

（1）研究人员揭示了CDP与CD、UC和袋炎在细胞和分子水平上的相似性和差异性。CDP与CD在炎症介质和细胞亚群的表达上表现出更高的相似性，这可能为CDP的治疗提供参考。例如，针对CD的治疗方法，如抗TNF和抗IL23药物，可能对CDP患者也有效，但需要根据CDP的独特特征进行调整。

（2）研究中发现的内质网应激和UPR的激活为CDP的诊断和治疗提供了新的靶点。UPR的激活可能成为区分CDP和袋炎的生物标志物，帮助医生更准确地诊断和管理这两种疾病。

（3）针对内质网应激的缓解剂，如化学分子伴侣（例如牛磺胆酸），可能成为CDP的新型治疗方法。目前，牛磺胆酸的I期临床试验正在进行中，有望为CDP患者带来新的治疗选择。

2. 单细胞技术在疾病解码中发挥重要作用

通过单细胞RNA测序和CyTOF等技术，研究人员能够深入分析每个细胞的基因表达和表型特征，从而揭示疾病的细胞和分子基础。这种方法不仅可以应用于IBD的研究，还可以推广到其他复杂的慢性疾病中，为开发更精准的治疗方法提供支持。

参考文献

Cao S, Nguyen KM, Ma K, et al. Mucosal Single-Cell Profiling of Crohn's-Like Disease of the Pouch Reveals Unique Pathogenesis and Therapeutic Targets. Gastroenterology. 2024;167(7):1399-1414.e2. doi:10.1053/j.gastro.2024.07.025