斯坦福大学报道：重症COVID-19都有什么细胞特征？

　　

分离自患者样本，严重感染SARS-CoV-2病毒颗粒(黄色)的凋亡细胞(蓝绿色)

最近在medRxiv公开发表的一篇文章中，斯坦福大学的研究人员展示了关于冠状病毒病（COVID-19）的外周免疫反应的单细胞图谱，突出了与疾病严重形式相关的免疫特征。

由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的COVID-19大流行是史无前例的，全球约有300万病例，超过20万人死亡。

严重的COVID-19疾病与细胞因子（如白细胞介素6、白细胞介素10和肿瘤坏死因子α）水平升高有关；然而，尚不清楚这是一种适当的反应还是一种被称为“细胞因子风暴”的失调免疫反应。

为了解开导致保护性免疫或免疫病理途径，斯坦福大学医学院和斯坦福免疫学项目的研究人员进行了一项重大的团队合作，在medRxiv上发表了一篇文章。

复杂的方法学

单细胞转录组学是描述严重COVID-19患者外周免疫反应的主要方法。为了进行评估，我们从斯坦福大学ICU生物库研究的7名患者以及6名健康对照者身上采集了血液样本。

研究人员使用Seq-Well平台进行单细胞RNA测序，分离感兴趣的细胞（最显著的是外周血单核细胞）并执行样品制备的初始步骤。这是一个低成本、可移植的平台，用于高通量细胞测序。

为了解决RNA测序的诸多挑战，使用超快通用的STAR aligner对读取的数据进行比对，而数矩阵则使用dropEst pipeline进行组装，后者用于单细胞RNA测序实验中精确的分子计数估计。

基因途径和上游调控因子分析是通过QIAGEN提供的快速可视化和理解复杂数据（如本研究所获得的数据）的工具（Ingenuity Pathway Analysis）。免费索取信号通路分析工具Cignal™ Reporter System相关资料

先天免疫系统功能减退

研究人员解释说：“总的来说，与健康对照组相比，我们观察到SARS-CoV-2感染的免疫细胞组成和表型发生了显著变化，包括NK细胞和pDCs等固有免疫细胞的耗竭，以及多种免疫细胞类型中干扰素刺激基因（ISG）信号的诱导等。”

浆细胞样树突状细胞（pDCs）和自然杀伤细胞（NK）是一种天然的抗病毒反应。不过，在这里，病毒会阻碍机体的抗病毒反应，从而导致更严重的感染。

此外，ISG信号可能是有益免疫应答的生物标记物，但似乎自相矛盾的是，这种信号的特定子集的诱导表现出不利应答。

免疫失调的相关因素

在人类中，人类白细胞抗原（HLA）II类分子通过有效地将病毒抗原呈递到T淋巴细胞上，从而优化对各种病毒制剂的免疫应答

与之前的一些研究类似，研究人员发现严重COVID-19患者对刺激的反应性降低，HLAⅡ类下调，导致预后较差。

研究人员解释说：“因此，COVID-19中HLAⅡ类分子的显著下调，特别是在伴有急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的严重疾病中，可能反映了抑制保护性免疫生成的免疫失调。”

此外，外周血淋巴细胞和单核细胞不表达大量促炎细胞因子，表明循环白细胞对潜在的COVID-19“细胞因子风暴”没有显著贡献

重点观察白细胞

尽管严重COVID-19病患者的中性粒细胞计数有所增加，但斯坦福大学的研究人员并未观察到受试样本中典型中性粒细胞比例的显著增加。

作者解释说：“这表明临床上观察到的中性粒细胞增多可能是由于激活的粒细胞亚群增多所致。”粒细胞在COVID-19发病机制中的确切作用是未来研究的重要领域。

总之，这项研究全面记录了描绘严重COVID-19外周免疫应答的单细胞图谱的具体方法，考虑到免疫失调的机制，研究结果可能有助于为新的治疗策略提供信息。

原文检索：A single-cell atlas of the peripheral immune response to severe COVID-19

（生物通：伍松）