新冠治疗研究启示 - 利用成像质谱流式从单细胞水平研究COVID-19患者肺部组织结构的改变

作为不断创新的生物科技领跑者，Fluidigm公司（纳斯达克：FLDM）长期致力于通过全方位的健康洞察力来改善人们的生活。美国南加州时间2020年11月19日，Fluidigm公司宣布，威尔康乃尔医学院（Weill Cornell Medicine）的研究团队从SARS-CoV-2病毒感染者的肺部组织中鉴定出一种不同于其他呼吸道病毒感染患者的免疫细胞表型。研究团队利用Fluidigm^® Hyperion™组织成像质谱流式系统及IMC™技术，在整个病程中对患者肺部组织从单细胞水平进行空间分析，从而获得该免疫细胞表型信息。

该项研究成果目前已通过medRxiv发布，等待同行评议中。

“借助组织成像质谱流式独特的空间分析功能，我们不仅可以观察到组织结构，更可以深入了解到COVID-19患者被感染细胞和免疫系统之间的相互作用。”研究小组带头人、英格兰精密医学研究所所长，康奈尔大学生理学和生物物理学教授Olivier Elemento博士谈道：“组织样本的多样性为我们对患者疾病发展机制的研究带来了极大的启示，而丰富的数据则帮助我们的生信学家更深入了解组织结构的变化及疾病发展模式，为未来治疗方法的开发提供参考。

该研究利用Fluidigm试剂组合在一个包含36个生物标志物的个性化Panel中标记抗体，以获得肺组织免疫细胞和间质细胞的分群信息。这些抗体随后用于标记从健康人或者死于急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的流感、细菌性肺炎或COVID-19呼吸窘迫综合征患者获得的肺组织切片。

COVID-19患者样本依据死亡时间被分为早期（在呼吸系统症状发作后的16~30天死亡）或晚期（在呼吸系统症状发作后的31~44天死亡）。Fluidigm^® Hyperion™ 组织成像质谱流式系统从所有样本中共识别生成了237张高参数的图像。

1、与健康人肺组织相比，所有患病肺组织标本可观察到肺泡腔隙明显减少，免疫浸润增加及凋亡介导的细胞死亡。

2、COVID-19具有高度炎症、间质巨噬细胞浸润、补体激活和纤维化等特征，而ARDS和COVID-19早期患者样本肺中性粒细胞浸润较健康人增多，这更有可能提示细菌性肺炎。

3、虽然COVID-19晚期会表现出组织愈合的特征，但COVID-19的高死亡率表明，互补激活诱导的肺损伤，以及其他免疫因素可能导致肺部异常凝血，从而导致死亡

该研究结果表明，流感或细菌性肺炎引起的急性呼吸窘迫综合征患者的一种病理生理反应与COVID-19患者相似，这与近期其他研究结果一致。然而，威尔康奈尔医学院的研究结果表明，通过外周血细胞因子水平评估的高炎性表型对COVID-19具有特异性，这与其他研究结论相反。

这些发现表明，早期干预可减少脱靶免疫反应或补体级联激活物，可改善COVID-19患者的预后。

“了解COVID-19肺部疾病的病理，对于制定干预措施和治疗方案，改善患者预后和降低死亡率至关重要。”Fluidigm公司总裁及首席执行官 Chris Linthwaite谈道：“这项研究为不断丰富的数据库添砖加瓦，它强调了在关键的生物和病理生理过程中组织结构及立体维度上细胞间相互作用的重要性。”

“我们强大的IMC平台是此类单细胞水平探索研究的不二之选。值得注意的是，在本研究中，IMC分析揭示了新的细胞表型及其相互关系，这为COVID-19的病理机制增添了重要的新见解，这些见解可能有助于推动临床实践，从而改善患者的预后。”