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心血管疾病通常通过广泛的临床类别进行管理：心力衰竭、心肌病、缺血性损伤、心律失常风险。这些类别对诊断和治疗至关重要，但它们不能完全解释为什么临床表现相似的患者可能病情进展不同或对治疗反应不一致。
一份针对成人心脏的新型单核图谱旨在使这种生物学特性更加清晰。在发表于《自然心血管研究》的一项研究中，来自麻省理工学院和哈佛大学Broad研究所及马萨诸塞州总医院布里格姆医院的研究人员开发了HeartMap，这是一个整合图谱，涵盖了来自209名个体的240多万个心脏细胞核。
该资源汇集了来自九项研究的数据，包括八个解剖区域和七种健康或疾病状态。其价值不仅在于规模，还在于它试图使心脏单细胞数据在不同研究之间更具可比性。
为什么心脏病学需要细胞分辨率
精准医学依赖于识别对特定患者或疾病亚型重要的生物学机制。在肿瘤学中，这越来越多地意味着将分子改变与靶向治疗相匹配。心脏病学在遗传学、成像、生物标志物和风险分层方面取得了重要进展，但许多治疗决策仍在相对较高的疾病分类水平上运作。
心脏病不仅仅由心肌细胞驱动。成纤维细胞、内皮细胞、免疫细胞、血管平滑肌细胞、周细胞和其他细胞群体都参与重塑、炎症、纤维化和组织功能障碍。因此，患者的临床表型可能反映不同细胞程序的组合。
HeartMap旨在帮助研究人员探究这些程序。作者写道，使用HeartMap区分心血管疾病组之间的转录特征"可能通过指导生物标志物和治疗靶点的发现，有助于精准医学方法"。
区分稳健的疾病信号与数据集噪声
单细胞和单核测序已经揭示了健康和患病心脏组织之间的重要差异。然而，单个研究在样本采集、处理、测序和分析方面的差异很大。这些差异可能会模糊信号是真正与疾病相关还是特定于某个队列或协议。
为解决这一问题，HeartMap团队重新处理并协调了已发布的数据集，使用计算整合来减少技术变异同时保留生物信号。最终图谱解析了14种广泛的心脏细胞类型和52个簇。
在整个图谱中，患病和非衰竭心脏通过基因表达模式区分开来。疾病与对照组的比较比疾病状态之间的比较产生了更多差异表达基因，这表明不同的心血管状况共享广泛的重塑程序，同时保留更特定的分子特征。
这种区分对转化很重要。共享的损伤程序可能有助于解释心力衰竭进展的共同特征，而疾病特异性或细胞状态特异性程序可能指向更具选择性的治疗机会。
成纤维细胞显示细胞状态为何重要
最具临床相关性的发现之一涉及成纤维细胞。这些细胞是纤维化和心脏重塑的核心，但它们并不是单一的均匀靶点。一些成纤维细胞活动可能是必要修复的一部分，而其他状态可能促成疤痕形成、组织硬化、炎症和进行性功能障碍。
HeartMap识别出29个成纤维细胞亚簇，包括在心肌病中不同的激活成纤维细胞群体。使用RNAscope在人类心脏组织中验证了两个激活群体，它们富含COL22A1或TNC。
这很重要，因为抗纤维化药物开发长期以来一直面临精准性问题：广泛抑制纤维化可能与靶向驱动病理性重塑的细胞状态不同。作者指出，识别这些激活的成纤维细胞群体使该领域更接近于理解哪些亚群是"治疗干预的理想候选者"。
研究参考，而非临床检测
HeartMap不是诊断检测，也不准备指导个体患者的护理。该图谱基于先前生成的数据集构建，因此研究人员无法完全控制样本采集、细胞核分离、测序方法或临床元数据。该研究还指出祖先多样性有限，样本主要来自白人或未分类的种族背景。大多数疾病样本代表慢性或终末期疾病，限制了对疾病早期启动的洞察。
尽管如此，该图谱指明了精准心脏病学的一个重要方向。未来的患者数据集可以与HeartMap等资源进行比较，以确定在特定疾病背景下哪些细胞程序处于活动状态。随着时间的推移，这可能有助于将临床表型与细胞特异性生物标志物、药物靶点和进展机制联系起来。
HeartMap不再将患病心脏视为单一的衰竭器官，而是将其描述为一个动态的细胞系统。如果心血管医学要超越广泛的疾病标签，转向由驱动个体患者疾病的细胞和通路指导的治疗，这种转变可能是必不可少的。
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