科研快讯 | 中国科学家揭示新冠肺炎与流感的免疫特征差异
北京时间7月20日,中国疾控中心病毒病所刘军研究员、深圳华大生命科学研究院刘龙奇研究员、中国疾控中心高福院士、解放军总医院第五医学中心王福生院士、北京地坛医院主任医师宋蕊等中国科学家联合在Cell子刊Immunity杂志(IF:22.5)在线发表题为“Single-cell sequencing of peripheral blood mononuclear cells reveals distinct immune response landscapes of COVID-19 and influenza patients”的研究论文,对新冠和流感患者的外周血各种免疫细胞类型的响应情况进行了深度解析和比较,系统描绘了新冠患者外周血免疫细胞的整体免疫反应特征,为理解新冠的发病机制、指导临床诊治和疫苗的研发及应用提供了重要的参考。
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研究设计
新冠肺炎和流感都是会引起患者体内细胞因子释放的呼吸道感染为主的疾病。研究利用采用华大智造DNBelab C4单细胞建库系统以及DNBSEQ测序平台对不同疾病进程的新冠患者与流感患者的外周血单核细胞(PBMC)进行单细胞转录组测序,系统阐述了新冠和甲流感染免疫特征的异同点,描绘了新冠患者从感染早期到恢复期,病毒感染引起的宿主免疫变化,揭示了这两种不同的病毒性传染病各自特异的免疫反应全景图。
研究设计、单细胞测序流程图和主要发现
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研究发现
研究团队观察到,在新冠肺炎患者和甲流患者的外周血,负责产生抗体的浆细胞数目相较于正常人都显著增加。而XAF1-,TNF-和FAS-等凋亡通路相关基因在新冠患者外周血中特异性上调,预示了由这些基因诱导的T细胞凋亡可能是导致患者外周血中T细胞减少的原因之一。
进一步的分析显示,新冠患者与甲流患者相比,免疫反应激活的信号通路不同, 并且关键因子的表达存在显著性差异,新冠患者以STAT1和IRF3上调为主,而甲流患者则是STAT3和NFκB。
此外,新冠患者外周血免疫细胞的干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes,如:ISG15,IFI44L和MX1)显著上调,说明天然免疫响应在新冠患者中被大量激活。
最后,研究者还发现,新冠患者外周血免疫细胞的白介素6受体(IL6R)的表达显著增加。同时,血清检测也发现新冠患者,尤其是重症患者,血液中的白介素6 (IL-6)浓度也相比正常人显著升高。这也证实了IL6R/IL-6这一对受体/配体可以成为抑制细胞因子风暴的靶点,也提示外周血单核细胞的IL6R表达量的检测对于新冠患者的诊治策略制定具有一定意义。
新冠肺炎及甲流患者外周血免疫细胞特异基因表达图谱
该项研究得到了国家自然科学基金优秀青年项目、北京市科委科技新星计划、深圳市科创委及深圳市单细胞组学重点实验室的支持。
原文链接:
https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(20)30316-2
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