急性心肌炎（AM），尤其是暴发性心肌炎（FM），是一种罕见但危及生命的心脏炎症性疾病，在青年运动员心血管死亡原因中位列第三，主要由病毒感染（如冠状病毒、流感病毒、parvovirusB19等）引发。临床中，39%的AM患者会进展为FM，其特征为血流动力学严重受损且死亡率高。目前，AM的治疗主要依赖广谱免疫调节，但因对疾病机制认识不足，治疗缺乏特异性且副作用明显。免疫介导的心肌损伤被公认为AM的关键驱动因素，过度活跃的免疫反应与FM发展相关，但具体免疫细胞亚群在AM炎症中的作用尚不明确。此前对AM病理生理的理解多源于小鼠模型，缺乏针对成人AM队列（尤其是FM）的单细胞多组学研究，而小鼠模型与临床实际存在差异，因此亟需对临床AM患者进行高分辨率免疫图谱分析，以揭示分子特征并识别个性化生物标志物。

本研究旨在通过单细胞多组学技术，构建AM患者循环免疫细胞的全面图谱，识别与心肌炎相关的致病性免疫亚群及其上游调控信号。具体目标包括：明确AM患者中特异性富集的免疫细胞亚群，解析其功能特征（如细胞毒性、迁移潜能）及克隆扩增情况；阐明该亚群的分化调控机制，特别是炎症因子与免疫细胞间的交叉对话；在动物模型中验证关键致病通路，并评估阻断这些通路的治疗潜力，为AM（尤其是FM）的精准诊断和治疗提供理论依据。

本研究前瞻性纳入2022年12月至2023年11月期间哈尔滨医科大学附属第二医院的40例AM患者（24例轻度AM，16例FM），所有患者均提供血液样本。同时设立对照组，包括7例无心肌炎相关症状的自主神经功能紊乱或心律失常患者。为深入解析免疫特征，选取同期入组的15例AM患者（12例轻度，3例FM）作为多组学亚组，其研究结果后续在整个AM队列中验证。

研究者构建柯萨奇病毒B3（CVB3）诱导的FM小鼠模型（A/J小鼠），模拟人类FM病理特征，用于验证人类研究中发现的免疫亚群和致病机制。采用“发现-验证”策略：通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）、单细胞T细胞受体测序（scTCR-seq）、飞行时间质谱流式细胞术（CyTOF）、Olink蛋白质组学等多组学技术分析患者外周血单个核细胞（PBMCs）和血浆，识别候选致病性免疫亚群；通过体外实验验证其功能；在小鼠模型中测试靶向关键分子的药理学阻断效果。

研究结果

（一）致病性免疫亚群识别

1. CD57+CD8+效应T细胞富集：scRNA-seq显示，CD57+CD8+效应T细胞在AM患者中显著富集，且存在大规模克隆扩增，其细胞毒性（GZMB、PRF1等）和迁移相关基因（CCL4、CCL5等）表达上调。与轻度AM相比，FM患者该细胞亚群的NK样受体基因（如KLRC2）表达更高，且与细胞毒性和迁移潜能增强正相关。

2. 功能验证：体外实验证实，循环CD57+CD8+效应T细胞具有高细胞毒性脱颗粒和迁移潜能，可诱导心肌细胞凋亡；心脏活检组织和小鼠模型均显示该细胞浸润心脏组织。

图：心肌炎队列患者外周血单个核细胞的单细胞RNA测序

（二）调控机制解析

1. IL-18的关键作用：AM患者循环IL-18水平升高，体外实验表明IL-18可诱导CD57+CD8+效应T细胞分化，增强其细胞毒性和迁移能力，而IL-18中和抗体可逆转这一效应。

2. 单核细胞-T细胞交叉对话：CXCL8+CD14+促炎单核细胞在FM患者中显著增加，其通过分泌IL-18促进CD57+CD8+效应T细胞分化，并通过HLA-E-KLRC2等相互作用增强T细胞致病性。该单核细胞的活化与NF-κB信号通路激活相关。

图：鉴定出与心肌炎相关的表达CD57的CD8+ T细胞

（三）动物模型验证

CVB3诱导的FM小鼠模型中，血液和心脏中CD57+CD8+效应T细胞及CXCL2+LY6C+单核细胞（小鼠中CXCL8的替代物）均扩增，血浆IL-18水平升高。阻断IL-18信号、CCR5介导的募集或耗竭促炎单核细胞可显著降低小鼠死亡率，改善心脏功能，减少心肌炎症浸润。

图：暴发性心肌炎患者中CD57+CD8+效应T细胞的自然杀伤细胞受体表达情况

（四）纵向动态变化

恢复期AM患者的CD57+CD8+效应T细胞数量减少，克隆扩增比例下降，细胞毒性特征减弱而耗竭特征增强；CXCL8+CD14+单核细胞减少，抗炎单核细胞亚群增加，提示这些细胞可作为恢复指标。

总之，本研究通过单细胞多组学技术首次构建了AM患者循环免疫细胞图谱，明确CD57+CD8+效应T细胞是AM（尤其是FM）中的关键致病性亚群，其高细胞毒性和迁移潜能与NK样受体表达及克隆扩增相关。该细胞的分化由CXCL8+CD14+单核细胞分泌的IL-18驱动，形成“单核细胞-IL-18-CD57+CD8+T细胞”致病轴，通过CCR5介导的心脏募集导致心肌损伤。阻断该轴（如IL-18信号、CCR5或促炎单核细胞）可有效缓解FM小鼠的心脏损伤，为AM（尤其是FM）的早期诊断和精准治疗提供了关键靶点和理论依据。

原始出处

TongZ,YanX,ChenT,etal.Single-CellMulti-OmicsIdentifiesSpecializedCytotoxicandMigratoryCD8+EffectorTCellsinAcuteMyocarditis.Circulation.2025;152:00–00.DOI:10.1161/CIRCULATIONAHA.125.073836.

Tags： Circulation：我国学者多组学与动物实验双重验证，CD57+CD8 + 效应T细胞在心肌炎中的致病性及干预潜力