先天性心脏病（congenital heart disease, CHD）是全球重大健康问题。尽管治疗与生存率显著提升，许多患者仍面临感染易感性增加等合并症，可能缩短寿命。由于大量患儿在出生后早期接受心脏手术并伴随胸腺切除术，既往针对CHD患者的免疫系统研究多集中于淋巴细胞亚群定量、成熟状态及T细胞受体（T cell receptor, TCR）库分析，而对效应功能的认知仍然有限。研究人员分析了在出生后一年内接受心脏手术的CHD患儿中αβ T细胞的表型、转录组及功能特征，并与年龄匹配的健康对照进行比较，随访时间达术后5至10年。结果显示，CHD患儿T细胞总数减少，近期胸腺迁出细胞（recent thymic emigrants, RTEs）与初始T细胞比例下降，调节性T细胞抑制表型增强，最重要的是T细胞处于高活化状态，表现为颗粒酶与细胞因子产生水平升高。这表明，在CHD患儿早期胸腺切除术后数年内，T细胞免疫功能持续发生改变，强调了长期免疫监测的必要性，并为理解该人群免疫相关合并症提供了基础。
研究背景与意义
先天性心脏病（CHD）是最常见的先天性异常之一，发病率约为每100例活产婴儿中1例，涵盖多种心脏与大血管发育缺陷。多数重症复杂CHD患儿需在新生儿期或婴儿期接受心脏手术，术中常因暴露需要行部分或完全胸腺切除术。胸腺是αβ T细胞发育与输出的核心器官，胸腺切除会导致初始T细胞来源减少，外周T细胞库依赖稳态增殖维持。近年流行病学研究显示，婴幼儿期心脏手术联合胸腺切除与成年后全因死亡率升高、自身免疫病、感染及肿瘤风险增加相关，但其机制尚未完全明确。既往研究多关注T细胞数量、亚群比例及TCR库多样性变化，对效应功能的系统性评估不足。本研究旨在填补这一空白，解析CHD患儿长期T细胞功能状态及其潜在临床意义。该研究发表于《European Journal of Immunology》。
关键技术方法
研究纳入43名5–12岁CHD患儿（均于1岁内接受心脏手术并行胸腺切除）及17名年龄匹配健康儿童对照，排除遗传性疾病、免疫缺陷、急慢性感染及早产史病例。采用多色光谱流式细胞术分析外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMCs）表型与功能；通过荧光激活细胞分选（fluorescence-activated cell sorting, FACS）纯化αβ T细胞并进行单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing, scRNAseq）；利用体外刺激实验（PMA/离子霉素及抗CD3/CD28）评估T细胞效应分子分泌；采用LEGENDplex多重检测技术分析血浆炎症因子谱。
研究结果
3.1 先天性心脏病患儿胸腺活性降低与T细胞库紊乱
流式细胞术分析显示，CHD患儿总CD3+ T细胞、αβ T细胞、CD4+ 与CD8+ T细胞比例显著下降，γδ T细胞比例无差异。初始CD4+ T细胞中CD31+ 近期胸腺迁出细胞（RTEs）比例降低，提示胸腺输出减少。T细胞亚群分化谱显示初始T细胞比例下降，记忆T细胞、CD27− CD28− 双阴性CD8+ T细胞及CD57+ CD8+ T细胞比例升高，呈现衰老样表型。
3.2 单细胞转录组揭示CHD患儿效应αβ T细胞比例升高
scRNAseq分析将αβ T细胞分为初始CD4+ 、效应CD4+ 、调节性T细胞（Tregs）、初始CD8+ 、GZMKhi CD8+ 及GZMBhi CD8+ 六个亚群。CHD组中初始CD4+ 与初始CD8+ T细胞比例下降，效应CD4+ 与效应CD8+ T细胞比例显著升高。
3.3 转录组差异显示胸腺切除术后CHD患儿T细胞处于高活化状态
差异基因分析表明，CHD患儿初始T细胞中核糖体蛋白基因（RPS26、RPS10）、GIMAP4及BTN3A2上调，NF-κB通路抑制基因NFKBIA及AP-1家族转录因子（FOS、JUN、JUND）下调。效应T细胞中趋化因子（CCL4、CCL5）、细胞毒性分子（PRF1、GZMA、GZMK、GZMM、NKG7）及S100A4上调，PI3K相互作用蛋白PIK3IP1下调。功能富集显示CHD组T细胞介导的细胞毒作用、细胞因子产生及增殖过程增强。
3.4 CHD患儿T细胞效应功能增强
体外刺激实验显示，CHD患儿CD4+ T细胞颗粒酶A（GZMA）与干扰素-γ（IFN-γ）产生增加，CD8+ T细胞颗粒酶B（GZMB）产生显著升高。血浆中IFN-γ水平升高，部分促炎因子聚类分析提示低度炎症状态。
3.5 单细胞转录组显示CHD患儿抑制性受体表达升高
scRNAseq数据表明，CHD患儿效应T细胞中TIGIT、LAG3、PDCD1及CD160表达升高，流式验证显示CD8+ T细胞TIGIT表达显著增加。
3.6 调节性T细胞抑制基因表达增强
CHD患儿Tregs比例下降，但转录组显示其抑制相关基因（FOXP3、ICOS、IL32、CTLA4、TIGIT、CCR4等）表达升高，流式验证CCR4+ Tregs比例增加。
讨论与结论
本研究首次系统揭示了婴幼儿期心脏手术联合胸腺切除术后数年，CHD患儿αβ T细胞持续处于高活化与高效应功能状态，伴随初始T细胞减少、记忆T细胞积累及抑制性受体表达上调。T细胞稳态通过外周增殖代偿胸腺输出不足，但可能导致免疫衰老与低度炎症，与长期感染、自身免疫及肿瘤风险相关。Tregs抑制功能增强及TIGIT等负调控分子的表达可能是防止过度免疫激活的代偿机制。研究强调了对CHD幸存者进行长期免疫监测的重要性，为理解其免疫相关合并症提供了分子基础。
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