与传统高通量测序相比，单细胞转录组测序能够分析相同表型的多种细胞混合体的异质性，大大促进了珍贵的临床样本的细胞水平的表征，具有广阔的应用前景。单细胞测序分析已被应用于CAR-T细胞免疫治疗中监测整个治疗过程中CAR-T细胞群的动态变化，此外在揭示新细胞亚群、理解疾病发病机制、疾病进展监测等方面已经显示出了良好的实用价值。

我们收集了一例接受CD19 CAR-T细胞免疫治疗后发生细胞因子释放综合征并继而接受抗炎治疗的血液系统疾病患者的外周血，先利用Ficoll试剂分离、提取外周血中的单个核细胞，使用10X Genomics Chromium系统进行了单细胞转录组文库构建和测序。

测序下机数据经过剔除低测序质量和极端值的细胞的质量控制后，过滤得到7558个细胞，这些细胞平均表达约2000个基因，线粒体基因含量约6%，核糖体RNA含量占比约10%~35%。其中，在各细胞内表达水平变化差异最大的基因为S100A9、S100A8、LYZ等。降维和聚类分析确定了8个细胞亚群，根据特征基因的表达情况给这8个细胞亚群进行如下定义：CD8+ T细胞（表达CD3E，CD8A，CA1，GNLY，NKG7），成红细胞（表达CA1，NKG7），NKT/NK细胞（表达CD3E，CD8A，CA1，GNLY，NKG7），CD4+ T细胞（表达CD3E，IL7R，CD4，CA1，GNLY，NKG7），嗜碱性粒细胞（表达CA1，ITGAM，GNLY，NKG7，CLC），CD14+单核细胞（表达CD4，CA1，CD14，LYZ，ITGAM，GNLY，NKG7，CST3），CD16+单核细胞（表达CA1，FCGR3B，LYZ，ITGAM，GNLY，NKG7），间充质干细胞（表达CA1，CST3，PPBP）。

CAR-T免疫治疗的一个副反应就是细胞因子释放综合征，其特征是细胞因子风暴。我们进一步分析了各细胞群中特定的炎症因子的表达水平，发现IP10和IL6R特异性地在CD14阳性单核细胞中表达。这提示在CAR-T病例中，CD14阳性单核细胞易受到高分泌IL-6的自激活的影响，可能导致后续不可控制的细胞因子风暴。

本例中使用的CAR-T细胞靶向B细胞表面的CD19分子，理论上患者外周血中的B细胞被CAR-T疗法清除，这与单细胞测序结果不含有B细胞一致。单核细胞贴壁成熟为树突状细胞，该案例患者体内环境缺乏贴壁成熟过程，所以细胞亚群中没有鉴定到树突状细胞。该患者的外周血中超过一半为T细胞，余下约六分之一为NK/NKT细胞。与一般的PBMC单细胞测序数据不同的是，该患者外周血的单细胞测序数据中少见地出现了相当多的成红细胞（18.0%），我们猜测是因为CART细胞回输后，患者体内发生造血重建的缘故。患者PBMC中出现一定比例的间充质干细胞（1.8%）也支持造血重建的解释。