烧伤是一种常见的创伤形式。烧伤的预后取决于烧伤的严重程度。严重或非常严重的烧伤会危及病人的生命。严重烧伤是指总面积大于30%或三度烧伤面积大于10%。大面积烧伤患者入院时往往处于休克状态，因为皮肤保护功能受损，诱发了组织液外流、血容量减少和组织损伤等系统性变化。尽管简单的液体补给可以缓解身体的休克状态，但似乎并不能从根本上缓解身体内部环境的紊乱，特别是免疫微环境，这也为失控的感染创造了有利条件。
作为第一道防线，循环中性粒细胞（PMNs）发挥吞噬作用、脱颗粒作用和释放ROS或中性粒细胞胞外陷阱。烧伤后数小时内，过多的PMN从骨髓被动员到外周血中。然而，根据广泛的共识，在早期烧伤阶段，身体处于休克阶段，没有进入随后的感染阶段。很少有研究者观察到外周血中过多的PMNs的作用。
为了探索严重烧伤患者的PMNs的异质性和功能变化，利用单细胞测序来检测健康组和烧伤组的循环PMNs。为了探索早期烧伤阶段中性粒细胞功能的动态变化，分析了烧伤后头3天的患者PMNs。
苏州医院研究团队在 Frontiers in Immunology（IF=8.786）杂志上发表了题为“Single-Cell Transcriptome Profiling Reveals Neutrophil Heterogeneity and Functional Multiplicity in the Early Stage of Severe Burn Patients”的文章。
在这项研究中，研究人员利用单细胞RNA-seq测序（吉凯基因提供单细胞测序和分析服务）技术首次对严重烧伤早期阶段的PMNs的异质性和功能多样性进行了详细分析。研究结果试图阐明PMN异质性对烧伤病理生理和相关机制的影响，这可以为烧伤干预的进一步研究提供新思路。
研究结果及结论
严重烧伤的早期阶段的病理生理机制，特别是免疫细胞的作用，还没有完全澄清。为了研究严重烧伤的早期阶段循环中性粒细胞（PMNs）的功能变化，研究团队对健康组和烧伤组的循环PMNs进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）。测序样本采集自5名健康对照组和5名严重烧伤后（1、2和3天）的外周血。为了获得完整的PMNs群体，用磁珠分离法代替了Ficoll法分离出PMNs。
经过严格的数据质量控制，获得了50000个高质量细胞。健康供体和烧伤组的循环PMNs被分为五个亚群（G3, G4, G5a, G5b, G5c），具有不同的功能。在平衡状态和烧伤损伤中，PMNs的主要亚群在各组之间有明显的不同。此外，同一亚群的细胞具有相同的核心身份标记，但在健康和烧伤状态下执行不同的功能。在烧伤条件下，PMN的激活非常明显，并伴有明显的脱颗粒和代谢异常。有趣的是，发现烧伤病人的PMN激活、脱粒、趋化、吞噬和活性氧（ROS）的产生在第1天和第2或3天之间有明显的不同，提示了临床干预的可能性，以防止随后的严重并发症，为早期烧伤阶段的PMN干预提供了一个理论基础。重要的是，还发现了以前未描述的转录因子，包括ZNF-787、ZNF-467、ZNF-189、ZNF-770和ZNF-262。
本研究首次对严重烧伤早期阶段的PMNs的异质性和功能多样性进行了详细分析，得到了全面单细胞转录图谱。研究结果试图阐明PMN异质性对烧伤病理生理和相关机制的影响，这可以为烧伤干预的进一步研究提供新思路。