杨正林院士领衔！单细胞测序绘制原发性开角型青光眼系统免疫全景图，首次揭示循环免疫双重失调致视网膜神经节细胞损伤新机制

近日，四川省人民医院杨正林院士/黄璐琳教授团队等在国际权威期刊《信号转导与靶向治疗》（Signal Transduction and Targeted Therapy，IF=52.7）发表了一项关于原发性开角型青光眼（POAG）的最新研究成果。该研究通过对110名原发性开角型青光眼患者及110名健康对照的外周血单个核细胞（PBMCs）进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），结合基因组学与功能验证，首次揭示了原发性开角型青光眼患者循环免疫系统的双重失调——不仅存在免疫细胞组成的重塑，更出现炎症与神经保护信号的双向紊乱；同时，关键细胞因子（TNF、IFNG）的遗传调控异常，进一步加剧了视网膜神经节细胞（RGC）的脆弱性。这一发现为原发性开角型青光眼的发病机制提供了全新视角，也为精准治疗指明了方向。

青光眼的免疫盲区：从眼内压到系统免疫的突破

单细胞转录组测序分析揭示POAG患者外周免疫细胞组成及基因表达异常

原发性开角型青光眼（POAG）是全球不可逆失明的首要原因，影响超7000万人，其中10%患者最终双眼失明。长期以来，学界普遍认为眼内压（IOP）升高是其核心风险因素，但临床数据显示，约30%高眼压人群不会发展为POAG，而部分正常眼压患者仍会出现视网膜损伤。这一矛盾提示，系统免疫的参与可能是被忽视的关键。过去十年的研究，逐渐意识到免疫系统在神经退行性疾病中的作用，但POAG患者的循环免疫状态究竟如何？遗传风险如何转化为免疫细胞的功能异常？这些问题一直没有明确答案。研究团队的研究填补了此项空白——从单细胞水平解析POAG的系统免疫图谱，并连接遗传风险与临床表型。

核心发现一：原发性开角型青光眼（POAG）患者的循环免疫细胞重新洗牌

单细胞转录组测序揭示POAG患者免疫细胞亚群组成改变

研究团队首先对220份外周血单个核细胞样本进行scRNA-seq，鉴定出五大免疫细胞亚群（CD4⁺ T、CD8⁺ T、NK、B、髓系细胞），并对比POAG患者与健康对照的细胞组成差异：

• CD4⁺ T细胞：比例显著升高，其中 regulatory T细胞（Tregs）、Th2细胞、细胞毒性CD4⁺ T细胞均增加，而初始CD4⁺ T细胞、Th1细胞减少；

• CD8⁺ T细胞：总比例下降，效应GZMK⁺ T细胞（负责细胞毒性）大幅减少，过渡态细胞增多；

• NK细胞：总比例降低，但无明显亚群差异；

• B细胞：记忆B细胞、双阴性（DN）B细胞减少，而生发中心来源的记忆B细胞、自身反应性DN B细胞增加；

• 髓系细胞：经典/中间单核细胞、巨噬样细胞增多，树突状细胞（DCs）减少。

这些变化提示，原发性开角型青光眼（POAG）患者的免疫系统从防御状态转向失衡状态——一方面，记忆与调节性T细胞、单核细胞等促炎/稳态细胞扩张；另一方面，负责清除异常细胞的细胞毒性CD8⁺ T细胞、NK细胞减少。

POAG患者循环免疫细胞存在广泛且细胞类型特异性的通路失调

核心发现二：炎症与神经保护的双向战场：TNF与IFNG通路的双重失调

高眼压与正常眼压POAG患者免疫细胞组成及通路失调的对比分析

进一步分析细胞内的基因表达，研究团队发现了更关键的矛盾：原发性开角型青光眼（POAG）患者的免疫细胞中，炎症与神经保护信号同时被激活。

全局来看，TNF、IFNG等核心细胞因子的表达显著下调；但在特定细胞亚群中，炎症激活成分上调，而神经保护基因也同时增强——尤其是在调节性T细胞、记忆T细胞和单核细胞中。

这就像一场拉锯战：系统整体试图抑制过度炎症，但局部细胞仍在激活防御机制，同时又释放神经保护信号试图挽救视网膜神经节细胞（RGC）。这种双向失调可能导致免疫系统无法有效平衡抗炎与护神经，最终加剧视网膜损伤。

基于机器学习的POAG基因表达特征预测模型

遗传层面：GWAS位点瞄准特定免疫细胞，调控网络重构

细胞类型特异性eQTL定位揭示POAG中免疫细胞的情境依赖遗传调控

为了连接遗传风险与免疫功能，研究团队整合了POAG的全基因组关联研究（GWAS）数据与单细胞eQTL（表达数量性状位点）分析，发现：

• POAG的遗传风险位点并非泛泛调控，而是细胞类型特异性的——例如，某些位点仅影响CD4⁺ T细胞的基因表达，另一些则作用于髓系细胞；

• 关键细胞因子通路（如TNF、IFNG）的调控基因（如MASP2、EMX1）在NK细胞、B细胞中存在“遗传-表达”关联，提示这些基因的变异可能通过改变免疫细胞功能，增加POAG风险。

比如，某个GWAS风险位点的变异，可能只影响NK细胞中NXPH3基因的表达，进而削弱NK细胞的细胞毒性，最终导致RGC更容易受损。这解释了为什么同样的遗传风险，在不同人身上会表现为不同的免疫异常。

SMR分析揭示细胞类型特异性基因表达遗传调控与POAG风险相关

功能验证：小鼠模型证实——TNF/IFNG失衡是视网膜损伤的催化剂

IFNG或TNF基因缺陷加剧LPS/NMDA诱导损伤模型中的视网膜神经退行性变及视觉功能障碍

为了验证上述发现的临床相关性，研究团队构建了Ifng基因敲除（Ifng^-/-）和Tnf杂合缺失（Tnf^+/-）小鼠，并用LPS/NMDA诱导视网膜损伤模型（模拟POAG的神经炎症环境）：

• 与野生型小鼠相比，Ifng^-/-小鼠的RGC丢失增加，视觉功能（VEP、ERG）更差，且胶质细胞反应（GFAP、IBA1）减弱；

• Tnf^+/-小鼠同样出现RGC丢失加剧，尽管视觉行为无明显变化，但视网膜电生理与分子指标显示更严重的损伤。

这说明，即使只是削弱TNF或IFNG的信号，也会打破视网膜的保护-损伤平衡，让视网膜神经节细胞更易受到伤害。这直接证明了研究团队观察到的系统免疫失调，确实会转化为视网膜的病理损伤。

研究意义与未来展望

该研究的突破在于，首次建立了原发性开角型青光眼系统免疫图谱，并将遗传风险、免疫细胞功能与视网膜损伤直接关联。其意义不仅在于揭示机制，更在于为治疗提供了新靶点：

• 告别一刀切抗炎：针对特定免疫细胞亚群（如CD8⁺ T细胞、NK细胞）的神经保护通路进行调节，而非广泛抑制炎症；

• 遗传导向的精准干预：通过检测患者的GWAS风险位点与免疫细胞eQTL，预测其对TNF/IFNG通路药物的响应，实现个性化治疗。

过去我们盯着眼内压，现在发现，调节系统免疫的平衡同样重要。比如，如果能恢复CD8⁺ T细胞的细胞毒性，或增强NK细胞的清除功能，可能比单纯降眼压更能延缓视网膜神经节细胞死亡。随着对循环免疫系统双重失调的深入理解，有望迎来更精准、更有效的青光眼治疗策略，让更多患者保住光明。（转化医学网360zhyx.com）

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02438-x