新研究發現:新冠重症患者肺部存在高度促炎的巨噬細胞微環境

2020-12-05 瀟湘晨報

目前,人們尚不清楚與新冠肺炎嚴重程度相關的呼吸道免疫特徵。當地時間5月12日,國際頂尖期刊《自然-醫學》(Nature Medicine)的最新研究便聚焦新冠患者的呼吸系統免疫反應的異常情況。研究發現,新冠重症患者的肺部存在高度促炎的巨噬細胞微環境,研究者表示,這或許有助於理解新冠病毒所觸發的免疫反應背後的潛在機制。

以上研究來自深圳市第三人民醫院、復旦大學公附屬共衛生臨床中心、以色列魏茲曼科學研究所免疫學系,通訊作者為深圳市第三人民醫院院長劉磊、深圳市第三人民醫院研究所所長張政教授等。

通過使用單細胞RNA測序,研究者對COVID-19嚴重程度不同的患者和健康人群的支氣管肺泡灌洗液免疫細胞進行了比較與分析。支氣管肺泡灌洗這種診斷方法是將一個導管通過口或鼻插入肺部,通過導管注入液體,則將其收集起來用於檢測。研究發現,新冠肺炎重症患者的支氣管肺泡灌洗液中富含促炎性單核細胞衍生的巨噬細胞。中度患者的特徵是存在高度克隆擴增的CD8 + T細胞。支氣管肺泡免疫微環境圖提示了COVID-19發病機理和恢復的潛在機制。

在冠狀病毒動物感染模型中,已報告了異常的免疫反應,而淋巴細胞減少症是新冠重症患者的突出特徵。支氣管肺泡灌洗液(BALF)包含有關細支氣管和肺泡的微環境信息。在這裡,研究者對3例中度新冠患者(分別為M1、M2、M3。M是中度,moderate 的縮寫),6例重度/危重感染者(S1到S6。S為重度severe的縮寫),3例健康對照(HC1、HC2、HC3,HC 為健康對照healthy controls的縮寫)的支氣管肺泡灌洗液細胞進行了單細胞RNA測序(scRNA-seq)。

通過特徵基因鑑定,聚類分析顯示31個不同的簇,它們由巨噬細胞(CD68),嗜中性粒細胞(FCGR3B),骨髓樹突狀細胞(mDCs)(CD1C,CLEC9A),漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)(LILRA4),自然殺傷性(NK)細胞(KLRD1),T細胞(CD3D),B細胞(MS4A1),漿細胞(IGHG4)和上皮細胞(TPPP3,KRT18),如下圖所示:

其中主要的細胞類型包括:mDC、pDC、肥大細胞、NK細胞、T細胞和B細胞,都包含來自大多數樣品的細胞,而巨噬細胞在不同的組中表現出特定的富集,如下圖所示:

與中度感染者相比,重度/重度感染者的支氣管肺泡灌洗液包含更高比例的巨噬細胞和嗜中性粒細胞,以及更低比例的mDC、pDC和T細胞。

研究者重新聚類了20個巨噬細胞亞簇,以進一步剖析它們的異質性:

根據最新的分類標準和典型標記,如下圖所示:

研究者根據按FCN1,SPP1和FABP4表達模式對巨噬細胞進行分組,將其分成4組:

在不同細胞組中,巨噬細胞區室在FCN1,SPP1和FABP4的組成和表達上都存在很大差異:

FABP4在對照組和中度感染患者中優先表達,而FCN1和SPP1在重度/嚴重感染患者中高表達

總的來說,重度COVID-19患者的肺部存在高度促炎的巨噬細胞微環境。

作者發現來自重症患者BALF樣本的巨噬細胞和中性粒細胞濃度高於中症患者和對照組。重症患者也具有更高水平的炎性細胞因子和趨化因子——這些都是免疫細胞釋放的信號蛋白。作者據此推斷,新冠肺炎重症患者的肺部存在炎性巨噬細胞微環境。他們還分析了樣本中的T細胞的多樣性,發現重症患者體內的增殖T細胞比例更高,但是CD8+ T細胞的比例低於中症患者;CD8+ T細胞可以殺死被感染的細胞,在抗病毒免疫反應中發揮著重要作用。

以上發現揭示了新冠肺炎發病期間潛在異常的巨噬細胞和T細胞響應,但是作者提醒稱這項研究存在局限性,包括樣本規模有限,缺少在感染前後收集的縱向樣本。

【來源:中國網】

版權歸原作者所有,向原創致敬

相關焦點

  • Immunity:某些肺部巨噬細胞可導致肺部遭受嚴重的病毒攻擊
    2021年1月2日訊/生物谷BIOON/---在某些情況下,肺部中的免疫細胞會導致病毒攻擊的惡化。在一項新的研究中,來自瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員描述了不同種類的稱為巨噬細胞的免疫細胞如何在肺部產生,以及其中的哪些巨噬細胞可能導致嚴重的肺部疾病。這些研究結果可能有助於在未來治療COVID-19等疾病。
  • 美科學家發布針對新冠重症患者新發現,有望幫助改善治療策略
    新冠病毒進入人體呼吸道後會發生什麼?肺部細胞感染究竟如何影響人體的免疫反應?近日,美國科學家近日在《自然通訊》上發表了對相關問題的研究結果,有望對改善新冠患者的治療策略提供新思路。據美國科學促進會全球科學新聞服務平臺EurekAlert 12月16日報導,麻薩諸塞州總醫院研究人員對24名死於新冠肺炎的患者屍體解剖材料進行研究後發現,新冠重症患者存在兩個階段的感染情況:在早期階段,患者肺部的病毒量很大,從而刺激啟動人體的免疫反應;在後期階段,人體組織中已經沒有病毒
  • Nature子刊:對抗實體腫瘤,研究者發現CAR巨噬細胞新療法!
    日前,《Nature biotechnology》期刊報導了一種新的療法——CAR 巨噬細胞(CAR macrophages,CAR-Ms),即用CAR手段編輯人體巨噬細胞,使其可以直接吞噬腫瘤。該研究由賓夕法尼亞大學佩勒曼醫學院的研究者們完成。
  • 新冠肺炎最大受累臟器是肺,肺纖維化可能是後遺症之一,應加強隨訪...
    肺泡巨噬細胞是決定特發性肺纖維化病程的重要因素王朝夫教授團隊報導發現,新冠肺炎病理改變最大的受累臟器是肺,表現為瀰漫性肺損傷,包括廣泛的滲出及出血,肺泡上皮的破壞和反應性增生,以巨噬細胞為主的炎症反應及肺泡間隔纖維組織增生,致使換氣功能障礙。其中,小氣道內常有黏液性分泌物瀦留,甚至有黏液栓形成,是新冠肺炎與SARS及MERS相比的特別之處。
  • 多篇重要成果解讀腫瘤微環境研究新進展!
    本文中,小編對近年來科學家們在腫瘤微環境研究領域取得的新成果進行整理,分享給大家!這項新研究中,研究人員發現了一種新型的「生化開關」,涉及M2巨噬細胞的極化和增殖。這個生化檢查點從糖酵解途徑分支出來,為快速細胞增殖和分化提供原材料。如果該途徑被抑制,則M2極化和增殖會受到抑制。這一現象對理解TAM和治療癌症有著直接的影響。
  • 創傷性脊髓損傷後脊髓微環境失衡的研究進展
    此外,Cafferty等研究報導,IL6參與調節軸突再生和膠質增生;SCI後,IL6的缺失會對運動功能的恢復不利。上述研究提示,SCI後,調控促炎因子在一定的範圍內可對組織修復起到促進作用。而微環境內的趨化因子主要發揮募集各類細胞的作用。
  • 多篇重磅研究揭示巨噬細胞不為人知的新功能!
    2019年6月11日訊 /生物谷BIOON /——本期為大家帶來關於巨噬細胞的最新研究進展,帶領大家一起學習了解近期研究發現的關於巨噬細胞的新功能、新特點和新應用。在腫瘤細胞中,miR-375會調節腫瘤細胞CCL2的表達,以進一步增加巨噬細胞的招募。該研究為miR從腫瘤細胞向TAMs中的運輸提供了證據,同時還發現miR-375是腫瘤組織中巨噬細胞浸潤的關鍵調節因子,會促進隨後促腫瘤微環境的形成。
  • 《科學》:新冠重症患者中廣泛存在細胞因子釋放症候群,藥物抑制IL...
    由樹突狀細胞功能障礙引起的活化缺陷導致的T細胞凋亡和衰竭可能與新冠病毒的免疫病理有關。但是,淋巴細胞減少症作為新冠肺炎預後不良的生物標誌物——並沒有特異性,因為它也是與2009年甲型H1N1流感大流行致死率相關的生物標誌物。CRS被發現是感染SARS-CoV和MERS-CoV的患者發病的主要原因。
  • 肺部巨噬細胞能否成為對抗新冠病毒的武器?
    蘇州大學附屬第一醫院的免疫學家史玉芳說,這些巨噬細胞也存在於人肺中,這表明它們「對幫助COVID-19患者抵抗炎症並可能存活非常重要。」該醫院向武漢市派遣了工作人員和物資,但施未參與這項新研究。這項研究始於七年前,當時紐約大學朗格健康中心的免疫學家卡馬爾·卡納(Kamal Khanna)注意到他發現了令人驚嘆的東西。
  • 新研究揭示轉移相關巨噬細胞在乳腺癌骨轉移中的表型和作用機制
    其中,骨骼系統最易發生遠端轉移,引起骨痛,骨折等嚴重不良事件,並成為患者的主要死因之一。腫瘤微環境對於腫瘤細胞定植、轉移灶生長、惡化和治療拮抗具有決定性作用,並成為免疫治療的主要靶點[1]。其中,轉移相關巨噬細胞對於轉移灶的生長至關重要,將這些細胞作為靶點也在動物模型中取得了一些成效。
  • 重大進展 | 同濟大學左為團隊研究揭示新冠重症患者肺部幹細胞可參與肺損傷修復
    ,該研究揭示了新冠肺炎患者肺部的幹細胞可能參與的再生修復機制。同時,隨著組織損傷的加劇,細胞進一步釋放各類炎性因子形成所謂「細胞因子風暴(cytokine storm)」,最後徹底摧毀肺內大部分的肺泡和支氣管呼吸結構,使得通氣-血流比例嚴重失調,導致頑固的低氧血症以及最終患者的死亡。但是一些病人在肺部損傷後會完全恢復肺部功能,在新冠肺炎患者中肺部的再生修復機制和關鍵因素目前尚不明確。
  • 巨噬細胞重編程可減少炎症,促進組織修復
    (圖片來源於pixabay.com)巨噬細胞可以從免疫系統獲得信號,特異性地增加或減少炎症:當巨噬細胞被設定為促炎時,有助於增加炎症幫助對抗感染;當它們被設定為抗炎時,則有助於減少炎症。巨噬細胞的調控程序不僅能讓身體抵禦感染,還能確保炎症在最初的免疫反應後自然消退,促進組織修復。
  • .| 急性呼吸窘迫症候群的新冠患者SARS-CoV-2特異性T細胞表型及...
    -19 patients with acute respiratory distress syndrome」,闡明了新冠重症患者SARS-CoV-2特異性T細胞反應及其亞群變化的特徵,為疾病的免疫病理學研究及疫苗的設計和評估提供了重要參考。
  • 哈佛大學新研究:促炎飲食是心血管疾病的推手,抗炎飲食保護健康
    2017年中國農村居民(A)和城市居民(B)主要疾病死因構成比(%)近日,發表在《美國心臟病學會雜誌(JACC)》上的一項新研究中,來自美國哈佛大學陳曾熙公共衛生學院營養系的研究團隊表明,關於炎症在多大程度上影響身體健康,飲食起到非常顯著的作用。具有較高促炎潛力的飲食與較高的心血管疾病風險相關;而食用抗炎飲食則是降低炎症以及預防心血管疾病的有效策略。
  • 待出院新冠患者意外死亡後發現肺部仍殘留病毒,或解復陽之謎
    此外,研究團隊的研究為鼻咽拭子連續3次PCR陰性的肺部病毒殘留患者提供了首個病理學證據。因此,研究團隊強烈建議對可以出院的患者再進行支氣管肺泡灌洗液中的SARS-CoV-2進行PCR核酸檢測,並延長檢疫時間。迄今為止,數以萬計的新冠患者已經臨床治癒並出院,但有的治癒患者卻再次出現SARS-CoV-2核酸檢測陽性,這引起了對「復陽」問題的關注。
  • 巨噬細胞療法 向著實體瘤出發
    而當CAR-T細胞進入腫瘤微環境(TME)後,效應細胞會遇到一些不利條件,如缺氧和酸性環境、免疫檢查點配體的表達以及TME中大量的免疫抑制細胞。 即使CAR-T細胞在TME中能僥倖存活,實體瘤表面抗原表達的異質性也可能使其逃脫檢測,使得腫瘤不能被完全清除。
  • 研究人員在兒童模型小鼠中確定了1型糖尿病發病前的促炎脂質
    赴美看病服務機構和生元國際了解到,1型糖尿病,簡稱T1D,是一種自身免疫性疾病,患者體內的免疫細胞-;由炎性巨噬細胞引起;攻擊並破壞胰腺中產生胰島素的細胞。 研究人員長期以來一直試圖解開引發這種攻擊的信號。研究較少的一種信號形式是炎症性脂質。
  • 揭示腫瘤微環境中的巨噬細胞叛徒導致乳腺癌生長...
    2020年11月29日訊/生物谷BIOON/---在一項探究「腫瘤微環境(tumor microenvironment, TME)」的新研究中,來自英國倫敦大學學院、倫敦國王學院和劍橋大學的研究人員揭示了巨噬細胞如何成為非凡的叛徒,而且還揭示了它們如何積極支持某些乳腺癌的腫瘤生長和轉移進展。
  • 營養與健康所等發現IGF2R調控「質子改道」賦予巨噬細胞抗炎潛能
    2019年,該課題組在Cell Metabolism上報導了其在幹細胞研究領域的新發現。低氧處理的間充質幹細胞藉以IGF2,預編程巨噬細胞的氧化磷酸化代謝傾向性並決定其抗炎特性,有效抑制自身免疫性疾病。
  • 研究發現IGF2R調控「質子改道」賦予巨噬細胞抗炎潛能
    該研究闡明了胰島素樣生長因子2(insulin like growth factor 2,IGF2)分別通過激活胰島素樣生長因子2受體(insulin like growth factor 2 receptor,IGF2R)和胰島素樣生長因子1受體(insulin like growth factor 1 receptor,IGF1R)賦予巨噬細胞抗炎和促炎潛能的新機制,揭示了胰島素樣生長因子家族成員調控天然免疫記憶的核心規律