關鍵詞：呼吸道合胞病毒、中性粒細胞、轉錄組、幹擾素
每個孩子都是父母的心頭肉，對於父母來說，最大的心願可能就是希望孩子健健康康地長大。孩子的一舉一動，哪怕是輕輕的咳嗽都牽動著父母的心。
呼吸道合胞病毒感染（RSV）是嬰兒嚴重下呼吸道感染的病毒之一，是造成嬰幼兒肺炎和支氣管炎的首要病因。在世界各國均有傳播和流行，幾乎每年或隔年出現一次較大流行。據《科學》雜誌報導呼吸道合胞病毒每年在全世界造成約300萬新生兒患下呼吸道和肺部嚴重疾病，並造成10多萬人死亡。
下面就介紹一篇關於呼吸道合胞病毒的相關研究報導，或許會帶給我們新的啟示。
研究背景
呼吸道合胞病毒感染（RSV）最初認為是呼吸道上皮細胞和肺駐地巨噬細胞產生趨化因子和細胞因子，導致中性粒細胞募集，感染嬰兒氣道。但RSV期間中性粒細胞遷移和激活的分子機制尚不清楚。
研究目的
了解呼吸道合胞病毒感染中的局部中性粒細胞生物學。
研究路線
研究方法
1. 樣本提取：外周血和/或氣管支氣管抽吸物（被稱為痰)是從住院治療嚴重RSV細支氣管炎的16名嬰兒(<24個月）中得到。對照組取自正在接受手術，但沒有呼吸道感染的嬰兒。
2. 細胞分選：用單克隆抗體流式細胞儀對中性粒細胞進行分類， 採用CD66b+/CD14標記中性粒細胞。
3. 差異表達分析：每個樣本，每個基因讀取計數，用R分析全局表達差異。採用TMM歸一化計數法，通過主成分分析(PCA)（10個組分）和多維尺度(MDS)評估所有樣品的整體轉錄譜差異。
研究結果
1. 中性粒細胞有四個不同的轉錄譜，與來源組織（血液或痰）和RSV感染狀態獨立相關。
2. 差異基因集分析表明氣道中性粒細胞的特點是在RSV感染期間上調IL-6和IFN信號通路。
3. 嬰兒血中性粒細胞通過上調與細胞粘附、轉錄和翻譯相關的基因對嚴重的RSV感染作出反應。
4. 氣道浸潤的中性粒細胞具有幹擾素特徵。
圖1 （a）研究設計思路。（b） 流式細胞儀顯示痰和血樣的中性粒細胞（PMN）分選。（c）四個樣本組示意圖。（d） 基於每個PMN樣本的轉錄譜的多維尺度分析（MDS）。
圖2 有無嚴重RSV支氣管炎的嬰兒肺部明顯的局部中性粒細胞反應。（a） 火山圖顯示RSV-SPMNS中的差異表達基因（DEGS）與RSV-BPMNS相比，上調基因（紅色，1476個)和下調基因(藍色，2110個）數量。（b）火山圖顯示Ctrl-SPMNS中的DEGS與Ctrl-BPMNS相比，上調基因（紅色，431個)和下調基因(藍色，677個）數量。（c）文恩圖顯示Ctrl-SPMNS與Ctrl-BPMNS（右圓）和RSV-SPMNS與RSV-BPMNS（左圓）中的DEGS。頂部：上調基因。底部：下調基因。（d） 與RSV-BPMNS相比，在RSV-SPMNS中富集的前10個最重要的基因集：上調基因集（紅色)和下調基因集(藍色）。（e） 與Ctrl-BPMNS相比，Ctrl-SPMNS中富集的前10個最重要的基因集。
圖3 （a）火山圖比較RSV-BPMNS與Ctrl-BPMNS中上調基因（紅色）和下調基因（藍色）。(B)與Ctrl-BPMNS相比，RSV-BPMNS中十大最顯著的富集基因集（全部上調）。
圖4 轉錄分析。（a）火山圖顯示與Ctrl-SPMNS相比，RSV-SPMNS中上調基因（紅色)和下調基因(藍色）。（b）a圖前十顯著富集基因集。（c）雙向比較。(D)所有DEGS（灰點）和 Log2（FC）圖。
圖5 熱圖顯示IFNA(HALLMAK)刺激的基因在每個樣本中的表達。基因表達水平顯示為行歸一化Z分數，紅色代表較高的表達和藍色代表較低的表達。
圖6 熱圖顯示重型RSV支氣管炎患兒全身和局部中性粒細胞活化基因的轉錄分析。
研究結論
通過測定RSV支氣管炎局部和全身中性粒細胞的全基因組RNA表達譜， 由氣道與血中性粒細胞的配對轉錄分析顯示出炎症表型，發現中性粒細胞激活基因的明顯表達，NF-kB信號和IL-6和幹擾素通路的上調表達。
在嚴重的RSV支氣管炎期間，氣道中性粒細胞表現出明顯的IFN特徵。綜上，氣道中性粒細胞能夠在轉錄水平上調節其功能，以響應病毒感染。同時局部幹擾素驅動中性粒細胞對嚴重的RSV支氣管炎作出反應。
心得總結
1. 樣本的選擇具有代表性，包括血樣和痰樣，充分利用了臨床樣本的來源優勢。
2. 對中性粒細胞的分子機制進行了深入剖析，揭示了在RSV期間中性粒細胞的作用。
3. 選取樣本，分選出中性粒細胞之後，僅靠單純的轉錄圖譜分析，就得到了不少的數據，輕鬆發3分文章。
4. 研究重點突出，即著重於中性粒細胞的特異性反應。
5. 本研究是首次從新分離的痰中性粒細胞中鑑定差異表達基因。並且首次比較了無肺部感染的兒童的痰中性粒細胞和血中性粒細胞，揭示了中性粒細胞的潛在分子和功能機制。
參考文獻：
Sjanna B. Besteman, Amie Callaghan, Jorg J.A. Calis, et al. Transcriptome of airway neutrophils reveals an interferon response in lifethreatening respiratory syncytial virus infection[J]. Clinical Immunology 220 (2020) 108593.