新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)引起的COVID-19疫情已呈現出全球大流行的趨勢,美國、義大利、西班牙和德國等歐美國家疫情形勢極為嚴峻。今天美國累計確診人數更是突破10萬,世界衛生組織(WHO)表示美國或將成為全球新冠疫情的「震中」。
住院患者和康復患者的免疫分析對了解COVID-19病症十分重要。研究表明,在COVID-19患者中已觀察到免疫系統失調的現象,如淋巴細胞減少、炎症細胞因子風暴等,然而,但仍不清楚患者的關鍵免疫細胞亞群及其狀態的變化。
近日,第二軍醫大學國家肝癌科學中心王紅陽院士團隊在醫學預印本medRxiv上發表題為:Immune Cell Profiling of COVID-19 Patients in the recovery stage by Single-cell sequencing 的研究論文。
此項研究指出:
1、在COVID-19的早期恢復期(ERS),免疫反應持續7天以上,說明COVID-19患者出院後仍有一定的脆弱性。
2、單細胞分析顯示免疫細胞的相互作用,其特徵是COVID-19患者的ERS將增加CD14++ IL1β+單核細胞群體。
3、新發現的病毒特異性BCR改變將有助於開發針對SARS-CoV-2的疫苗和抗體。
4、 IL-1β和M-CSF是炎症細胞因子風暴的新介質,並可能是COVID-19治療的潛在候選靶點。
5、TNFSF13、TNFSF13B和IL4、IL18是恢復機制的新介質。
COVID-19症狀表現為發熱、乾咳、疲勞、腹瀉、結膜炎和肺炎,部分患者出現重症肺炎、急性呼吸窘迫症候群(ARDS)或多器官功能衰竭。儘管全球的科學家和臨床醫生為生產疫苗和探索抗病毒藥物做出了巨大努力,但目前尚無特效藥物和疫苗。
免疫系統失調,如淋巴細胞減少和炎性細胞因子風暴,被認為與致病性冠狀病毒感染的疾病嚴重程度有關。然而,COVID-19患者的關鍵免疫細胞亞群及其狀態的變化尚不清楚。
在此項研究中,研究人員通過單細胞技術對10例COVID-19治癒患者外周血單核細胞的轉錄變化進行了綜合分析。他們發現,與健康對照組相比,COVID-19在人體內誘導了一種獨特的免疫細胞信號,特別是在早期恢復階段(ERS)。
在ERS患者中,T細胞顯著減少,單核細胞增加。對單核細胞的詳細分析顯示,具有高水平炎症基因表達的典型CD14++單核細胞比例增加,同時CD14++ IL1β+單核細胞的豐度也增加。
對於自然殺傷(NK)細胞和T細胞來說,CD4+ T細胞明顯減少且炎症標誌物表達增高,而與之相對,NK細胞數量增加。此外,T細胞呈現高度擴增,尤其是CD4+ T記憶細胞和CD8+ T細胞。
在B細胞中,漿細胞明顯增多,而幼稚B細胞明顯減少。研究人員還發現了一些新的B細胞受體(BCR)變化(IGHV1-8; IGHV3-7),之前用於病毒疫苗開發的亞型(IGKV3-11; IGHV3-21)以及與SARS-CoV-2特異性相關的單克隆狀態(IGHV3-23+IGHJ4)。
除此之外,綜合分析表明,IL-1β和M-CSF可能是炎症細胞因子風暴的新候選靶基因, TNFSF13、IL-18和IL-4可能有利於COVID-19患者的康復。
總而言之,王紅陽院士團隊的研究描述了COVID-19患者在早期恢復階段(ERS)的炎症免疫特徵,這些研究證據表明COVID-19患者在出院後仍然是脆弱的。此外,研究人員還鑑定了新的B細胞受體(BCR),這將有助於COVID-19的疫苗和抗體的開發。
https://doi.org/10.1101/2020.03.23.20039362
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