最新一期《科學》雜誌上，刊登了人類細胞圖譜（Human Cell Atlas）的一項新進展。來自英國多家研究機構的科學家，合作展示了人類第一份腎臟免疫細胞圖譜。研究者對來自胚胎和成年個體的近70000個腎臟細胞進行單細胞測序，在此基礎上繪製出腎臟內的免疫細胞群。這份全面的細胞普查將為腎臟相關疾病的診斷和治療提供依據。

腎臟位於腰部兩側後方，對過濾血液具有重要作用。一對腎臟每分鐘可過濾約半杯血液，清除其中的廢物和多餘的水，使其以尿液的形式排出體外。腎臟維持了血液中水、鹽和礦物質的健康平衡，才能使人體其他部位的神經、肌肉以及各種組織正常工作。

▲人有一對腎（圖片來源：參考資料[3]）

當腎臟受損無法正常過濾血液時，會逐漸喪失功能，引發慢性腎病。相關數據顯示，全球超過8.5億人患有慢性腎病，通常由糖尿病、高血壓和復發性感染引起。慢性腎臟疾病可以發展為腎衰竭，如果沒有透析或腎移植，將危及生命。

在應對腎臟組織損傷時，免疫系統發揮著重要作用，可我們對腎臟內的作用機理卻所知甚少。因此，構建腎臟免疫細胞圖譜，可以幫助我們更好地理解慢性腎臟疾病是怎麼發生和發展的，還可以知道為什麼在腎移植時會發生排斥反應，最終造福人類的健康。

▲腎的解剖結構，腎單位（nephron）是其基本功能單位（圖片來源：參考資料[1]）

為了構建這份圖譜，研究人員分別研究了胎兒、兒童和成人的腎臟組織，繪製出不同生命發育階段、腎臟特定區域存在的免疫細胞類型。

研究者一共分析了將近70000個細胞，採用單細胞RNA測序，了解每個細胞中處於激活狀態的基因，並查明存在的免疫細胞類型。

“我們在腎臟不同區域繪製出不同類型免疫細胞的分佈，”共同通訊作者、惠康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）、劍橋大學的Menna Clatworthy教授介紹，“在靠近尿液通過輸尿管離開腎臟的位置，我們看到一個強大的免疫防護區，可以抵抗尿路感染。了解健康腎臟中不同的細胞如何抵禦疾病，對於應對慢性腎病的發展和確定新療法十分重要。”

▲對成熟腎細胞的類型分析，其中紅色表示不同的免疫細胞（圖片來源：參考資料[1]）

而對胚胎不同時期的分析發現，正在發育的腎臟裡，最早建立的細胞群是巨噬細胞。隨著年齡的增長，這類可以吞噬有害細菌和病毒的大個頭白細胞仍會留在腎臟中，發揮著保護人體免受感染的重要作用。

此外，胚胎髮育時期，腎臟裡幾乎沒有活躍的免疫細胞，與“胎兒相對來說無菌”的觀點一致。我們在出生時和出生後遇到細菌等外源微生物，才促使免疫系統不斷發展。

▲胚胎不同發育時期的腎細胞類型分析（圖片來源：參考資料[1]）

“我們創建了首份地圖，顯示腎臟免疫系統在生命早期如何發育，以及隨著進入成年如何變化。”該研究的共同通訊作者、紐卡斯爾大學（Newcastle University）的Muzlifah Haniffa教授說，“我們在處於發育階段的腎臟中找到了最早的細胞類型，這些一生都在腎臟內的巨噬細胞對保護我們抵抗感染非常重要。”

在另一位共同主要作者、劍橋大學的Sam Behjati博士看來：“這份腎臟細胞圖譜提供了一個新的窗口讓我們了解兒童腎臟疾病，包括兒童腎癌，是怎麼發生的。研究者能由此探究疾病相關的基本問題，比如為什麼有些病人對治療有反應、有些病人卻沒有。”

人類細胞圖譜計劃的聯席主席Sarah Teichmann博士也是這項研究的主要作者之一，她指出：“人類腎臟圖譜的繪製使我們離人類細胞圖譜的產生又近了一步。”在這個全球合作的項目中，研究人員希望最終制出一張包含人體37萬億細胞的“谷歌地圖”。“我們將發現新的細胞類型，揭示細胞如何隨年齡變化，了解我們如何衰老、為什麼會衰老，以及生病時會發生什麼。人類細胞圖譜將是一個免費的在線資源，任何人都可以使用。”