燒傷是一種常見的創傷形式。燒傷的預后取決于燒傷的嚴重程度。嚴重或非常嚴重的燒傷會危及病人的生命。嚴重燒傷是指總面積大于30%或三度燒傷面積大于10%。大面積燒傷患者入院時往往處于休克狀態，因為皮膚保護功能受損，誘發了組織液外流、血容量減少和組織損傷等系統性變化。盡管簡單的液體補給可以緩解身體的休克狀態，但似乎并不能從根本上緩解身體內部環境的紊亂，特別是免疫微環境，這也為失控的感染創造了有利條件。
作為第一道防線，循環中性粒細胞（PMNs）發揮吞噬作用、脫顆粒作用和釋放ROS或中性粒細胞胞外陷阱。燒傷后數小時內，過多的PMN從骨髓被動員到外周血中。然而，根據廣泛的共識，在早期燒傷階段，身體處于休克階段，沒有進入隨后的感染階段。很少有研究者觀察到外周血中過多的PMNs的作用。
為了探索嚴重燒傷患者的PMNs的異質性和功能變化，利用單細胞測序來檢測健康組和燒傷組的循環PMNs。為了探索早期燒傷階段中性粒細胞功能的動態變化，分析了燒傷后頭3天的患者PMNs。
蘇州醫院研究團隊在 Frontiers in Immunology（IF=8.786）雜志上發表了題為“Single-Cell Transcriptome Profiling Reveals Neutrophil Heterogeneity and Functional Multiplicity in the Early Stage of Severe Burn Patients”的文章。
在這項研究中，研究人員利用單細胞RNA-seq測序（吉凱基因提供單細胞測序和分析服務）技術首次對嚴重燒傷早期階段的PMNs的異質性和功能多樣性進行了詳細分析。研究結果試圖闡明PMN異質性對燒傷病理生理和相關機制的影響，這可以為燒傷干預的進一步研究提供新思路。
研究結果及結論
嚴重燒傷的早期階段的病理生理機制，特別是免疫細胞的作用，還沒有完全澄清。為了研究嚴重燒傷的早期階段循環中性粒細胞（PMNs）的功能變化，研究團隊對健康組和燒傷組的循環PMNs進行了單細胞RNA測序（scRNA-seq）。測序樣本采集自5名健康對照組和5名嚴重燒傷后（1、2和3天）的外周血。為了獲得完整的PMNs群體，用磁珠分離法代替了Ficoll法分離出PMNs。
經過嚴格的數據質量控制，獲得了50000個高質量細胞。健康供體和燒傷組的循環PMNs被分為五個亞群（G3, G4, G5a, G5b, G5c），具有不同的功能。在平衡狀態和燒傷損傷中，PMNs的主要亞群在各組之間有明顯的不同。此外，同一亞群的細胞具有相同的核心身份標記，但在健康和燒傷狀態下執行不同的功能。在燒傷條件下，PMN的激活非常明顯，并伴有明顯的脫顆粒和代謝異常。有趣的是，發現燒傷病人的PMN激活、脫粒、趨化、吞噬和活性氧（ROS）的產生在第1天和第2或3天之間有明顯的不同，提示了臨床干預的可能性，以防止隨后的嚴重并發癥，為早期燒傷階段的PMN干預提供了一個理論基礎。重要的是，還發現了以前未描述的轉錄因子，包括ZNF-787、ZNF-467、ZNF-189、ZNF-770和ZNF-262。
本研究首次對嚴重燒傷早期階段的PMNs的異質性和功能多樣性進行了詳細分析，得到了全面單細胞轉錄圖譜。研究結果試圖闡明PMN異質性對燒傷病理生理和相關機制的影響，這可以為燒傷干預的進一步研究提供新思路。