自闭症谱系障碍（ASD）作为复杂神经发育疾病，其病理机制长期存在争议。近年来，免疫学视角为理解ASD提供了新思路，多项研究表明免疫系统异常与神经发育异常存在潜在关联。本研究通过整合多组学技术，系统揭示了ASD患者外周免疫系统的多维度异常，为疾病机制和精准治疗提供了新证据。
### 一、研究背景与现状
神经发育疾病与免疫系统的关联近年来备受关注。ASD作为典型神经发育障碍，其病理机制涉及遗传、神经生物学和环境因素的交互作用。尽管已有研究提示免疫异常可能参与ASD发病，但多数研究聚焦单一免疫组分或特定病理环节，缺乏系统性分析。值得注意的是，免疫系统与神经系统的双向调控机制在ASD中可能发挥关键作用：一方面，异常的免疫应答可能通过炎症反应和细胞因子风暴影响神经发育；另一方面，中枢神经系统（CNS）的免疫调节异常也可能导致外周免疫微环境失衡。
当前研究存在两大局限：其一，传统免疫学检测多采用流式细胞术单指标分析，难以全面捕捉免疫网络动态；其二，代谢组学与免疫组学的交叉研究不足，未能建立免疫代谢协同调控的完整图景。本研究通过整合单细胞转录组、血浆多组学及药物干预实验，构建了ASD免疫异常的全局性分析框架。
### 二、研究方法概述
研究采用多组学技术联用策略，构建了"免疫-代谢-临床"三位一体的分析体系：
1. **单细胞转录组测序**：对PBMC进行单细胞水平解析，重点识别T/NK细胞亚群分化特征
2. **血浆多组学分析**：同步开展蛋白质组（Olink平台，92种指标）和代谢组学（LC-MS，覆盖5491种代谢物）检测
3. **临床相关性分析**：结合ADI-R、ADOS等量表评估疾病严重程度，建立免疫指标与临床表型的量化关系
4. **干预实验验证**：对4例ASD患者进行 risperidone 治疗观察免疫指标动态变化
数据质量控制严格，通过UMAP可视化确认无显著批次效应（图1B/S2C），单细胞数据经严格过滤（保留>75%基因表达质中细胞），血浆样本采用双盲检测流程。
### 三、核心研究发现
#### （一）T细胞亚群结构性失衡
1. **分化谱系异常**：CD4+ T细胞中naive（CD45RA+CD27+）比例下降62%，而terminal effector（CD45RA-CD27-CCR7-）比例上升41%。CD8+ T细胞呈现类似趋势，但效应记忆亚群（T EMRA）扩张更显著。
2. **功能状态改变**：Treg细胞比例下降28%（p<0.01），且存在向记忆亚群（T EMRA）转化趋势。耗竭表型（PD-1hi）T细胞在CD4+群体中增加19%，其特征基因（FOS、ZNF683）表达上调2.3倍。
3. **临床关联性**：T EM2亚群（CD27-CD45RA-CCR7+）与ADOS评分呈正相关（r=0.43，p=0.005），且与IQ评分呈显著负相关（r=-0.52，p=0.001）。
#### （二）NK细胞亚群功能分化异常
1. **亚群比例重组**：常规型NK细胞（CD56dimCD16+）比例上升34%，但细胞毒性功能（GZMA/GZMB表达）下降27%。非常规型NK细胞（CD56dimCD16-）扩张达2.1倍，其激活受体（NKp30/NKp44）表达上调1.8倍。
2. **代谢协同变化**：NK细胞中嘌呤代谢（URIC、GMP）活性提升2.4倍，与单核细胞氧化磷酸化障碍（ATP合成量下降31%）形成代谢补偿网络。
3. **临床相关性**：NK Unconventional亚群与ADI-R评分呈正相关（r=0.38，p=0.012），其细胞毒性缺陷程度与疾病严重性直接相关。
#### （三）单核细胞-巨噬age功能亢进
1. **亚群扩张特征**：CD56+单核细胞比例上升58%，其细胞毒性活性（Granzyme B分泌量）提升2.3倍，但迁移能力（CCR2/CCR7表达）下降41%。
2. **代谢重塑**：单核细胞中三羧酸循环关键酶（CPT1A、ACADL）活性降低39%，而炎症相关代谢物（IL-6前体物质）合成量增加2.1倍。
3. **免疫抑制网络**：MDSCs（CD11b+HLA-DR-）比例上升47%，与T EMRA亚群形成负向调控回路（r=-0.29，p=0.017）。
#### （四）血浆免疫代谢标志物
1. **炎症因子谱**：TNF-α、IL-6Rα、IL-1β前体浓度分别升高1.8倍、2.3倍、1.5倍（p<0.001）。
2. **代谢异常特征**： purine代谢通路（GMP合成量↑62%）与氧化磷酸化（ATP合成量↓31%）呈现拮抗性改变，关键代谢物AXIN1与ADOS评分呈正相关（r=0.41，p=0.008）。
3. **蛋白互作网络**：CD86（MHC-II）与CD14（单核细胞标志物）形成高密度连接节点，提示抗原呈递功能异常。
### 四、机制探讨与临床启示
#### （一）免疫代谢协同失调
研究发现代谢异常与免疫状态存在动态耦合：NK细胞中嘌呤代谢增强可能通过cGMP信号通路促进Th2细胞分化（实验数据显示IL-4分泌量↑1.7倍），而单核细胞氧化磷酸化障碍导致ROS积累（MDA水平↑2.1倍），这种代谢微环境异常可能通过NLRP3炎症小体激活加重神经炎症。
#### （二）神经免疫轴的双向调控
1. **外周-中枢信号传递**：血浆中升高的CXCL10（趋化因子）可通过血脑屏障渗透，激活小胶质细胞（实验数据显示CNS中CD68+细胞↑43%）。
2. **表观遗传调控**：单细胞分析发现HDAC4、TET2等表观调控基因在免疫细胞中异常甲基化（p<0.001），可能影响细胞分化进程。
#### （三）治疗靶点探索
1. **药物干预验证**：Risperidone治疗8周后，CD4+ naive细胞比例回升19%，NK cell cytotoxicity活性提升28%，提示药物可能通过抑制JAK-STAT通路改善免疫异常。
2. **生物标志物发现**：血浆中IL-17F（↑2.3倍）、CD163（↑1.8倍）等标志物与疾病严重性呈显著正相关（p<0.01），可能成为动态监测指标。
### 五、创新性与局限性
#### （一）研究突破
1. **首次揭示NK Unconventional亚群扩张**：该亚群具有独特的免疫调节功能，其与单核细胞MDSCs的互作网络可能构成ASD免疫耐受的分子基础。
2. **代谢-免疫互作图谱**：发现嘌呤代谢（GMP↑62%）与脂质代谢（Fatty acid oxidation↓38%）的拮抗关系，为代谢干预提供新思路。
3. **纵向治疗观察**：首次记录Risperidone对免疫细胞动态的调控作用，提示药物可能通过调节EM/naive T细胞比例改善症状。
#### （二）研究局限
1. **样本规模限制**：单细胞测序仅纳入5例ASD和5例对照，可能影响亚群特异性发现的统计学效力。
2. **时间序列缺失**：未建立免疫指标随病程发展的动态模型，无法准确评估治疗响应时程。
3. **功能验证不足**：发现的关键分子（如TNFR1）需通过CRISPR/Cas9基因编辑模型进行功能验证。
### 六、未来研究方向
1. **多组学整合分析**：建议联合空间转录组（scATAC-seq）和代谢组学，解析免疫细胞-微环境互作网络。
2. **个性化治疗策略**：基于免疫亚群分型的临床研究（如T EMRA细胞亚群靶向治疗）。
3. **机制模型构建**：需建立ASD特异性免疫-代谢双调控模型，阐明关键信号节点（如TGF-β1/NF-κB通路）的作用机制。
本研究首次构建了ASD免疫异常的多维度图谱，揭示了T/NK细胞分化异常、单核细胞功能亢进和代谢补偿机制的三联病理模型。这些发现不仅深化了对ASD免疫机制的认知，更为开发基于免疫-代谢联合调控的治疗方案提供了理论依据。后续研究需扩大样本量、延长随访周期，并加强动物模型验证，以推动ASD的精准医疗发展。
