Phenotypic Landscape of Immune Cells in Sepsis: Insights from High-Dimensional Mass Cytometry

📌 Mass Cytometry 기반 단일세포 수준의 패혈증 면역 프로파일링

패혈증(sepsis)은 면역계가 과도하거나 억제된 상태로 반응하면서 장기 기능 부전을 유발하고 생명을 위협할 수 있는 복합 질환입니다.

하지만 면역세포의 변화 양상을 정량적으로 분석해 진단에 활용하려는 시도는 아직 충분치 않습니다.

이번 연구에서는 high-dimensional mass cytometry를 활용하여, 패혈증 환자의 말초혈액 단핵세포(PBMC)를 단일세포 수준에서 분석하고 **면역세포의 정량적 지형도(phenotypic landscape)**를 구성했습니다.

🔍 패혈증 진단, 여전히 '정량적 근거'가 부족합니다

현재 패혈증의 임상 진단은 주로 SOFA 점수에 의존하며, 실제 면역세포의 상태나 기능은 반영하지 못합니다.

이는 조기 진단의 한계를 의미합니다.

💡 따라서 본 연구진은 기존의 방법론을 넘어, 단일세포 단위로 면역세포 subset과 단백질 발현의 변화를 추적하고자 했습니다.

🧪 연구 개요: 단일세포 수준에서 23개 마커 동시 측정

• 🧍 분석 대상: 패혈증 환자 20명 + 건강한 성인 10명

• 🧬 분석 기술: Mass Cytometry (CyTOF, Helios)

• 🧾 측정 항목: CCR4, CCR6, CD20 등 23개 표면 마커

• 🧠 분석 툴: UMAP(시각화), PhenoGraph(자동 클러스터링)

📌 Mass Cytometry는 형광이 아닌 ‘질량 신호’를 이용하기 때문에 형광 간섭 없이 40개 이상의 마커를 동시에 측정할 수 있습니다.

📈 결과 요약: 패혈증에서 면역세포 구성 변화가 확연합니다

특히 B 세포, T 세포 등 adaptive immune cell의 세부 subset에서는 수치뿐 아니라 기능적 표현형까지 현저한 변화가 확인되었습니다.

🔬 PhenoGraph 클러스터링으로 드러난 ‘보이지 않던 면역 반응’

자동 클러스터링 분석을 통해 다음과 같은 패혈증 특이적 세포 subset이 도출되었습니다:

• Monocyte (PG#5): CCR6high → 염증 유주 가능성

• CD4 T cell: CD20low, CCR4low, CD38low → 억제형 활성화

• B cell: HLA-DRlow, CCR7low, CCR6high → 항원제시 저하

💡 이와 같은 세포 subset은 향후 패혈증 조기 진단을 위한 바이오마커 후보군으로 활용 가능성이 높습니다.

💡 연구 의의: 단일세포 기술이 밝혀낸 패혈증의 숨은 면역지형

기존의 bulk-level 분석으로는 관찰되지 않던 면역세포 내 미세한 이질성과 세포기능 저하의 패턴을 정량적으로 규명한 것이 이번 연구의 핵심입니다.

🧭 특히 B 세포와 T 세포에서 발견된 세부 클러스터의 표현형은 치료제 타겟 선정 및 정밀진단 기법 개발의 새로운 실마리를 제공합니다.

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