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新冠疫情下,补体过度激活备受关注。为探究补体调节蛋白在新冠发病机制中的作用,研究人员开展 CD55 表达及功能研究。结果发现新冠重症患者 T 细胞中 CD55 上调抑制 I 型干扰素(IFN)反应,为新冠治疗提供新思路。
新冠疫情给全球健康带来巨大挑战,在研究新冠病毒与人体免疫系统的 “交锋” 过程中,诸多谜团逐渐浮现。补体系统作为免疫系统的重要组成部分,在新冠患者体内出现过度激活的现象,这一异常激活与疾病的严重程度密切相关,却又像是被一团迷雾笼罩,其背后的调控机制尚不明确。补体调节蛋白本应发挥平衡补体激活的作用,可它们在新冠这场 “战役” 中究竟扮演着何种角色,是助力人体抵御病毒,还是被病毒 “策反”,成为病情恶化的帮凶?这一系列问题迫切需要解答,因为它们关乎着对新冠发病机制的深入理解,更关系到能否找到有效的治疗靶点,为战胜疫情提供关键线索。
在这样的背景下,希腊的研究人员挺身而出,踏上了探索真相的征程。他们聚焦于补体调节蛋白,尤其是 CD55,试图揭开其在新冠患者免疫反应中的神秘面纱。经过一系列严谨的研究,他们发现,在新冠重症患者的 T 细胞、单核细胞和 B 细胞中,CD55 表达显著上调,而这一上调与 I 型干扰素(IFN)刺激基因(ISGs)的表达降低紧密相连,意味着 CD55 可能在抑制 I 型 IFN 反应,进而影响新冠病情发展。这一发现犹如一道曙光,为理解新冠发病机制和开发潜在治疗策略照亮了方向。相关研究成果发表在《Communications Biology》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是单细胞 RNA 测序(scRNA-seq),对新冠患者和健康对照者的外周血单个核细胞(PBMCs)进行分析,从单细胞层面探究基因表达变化;二是利用两个独立队列进行验证,队列 A 通过实时荧光定量 PCR(Real-time PCR)在 mRNA 水平验证,队列 B 借助流式细胞术(FACS)在蛋白水平验证;三是开展功能实验,用针对 CD55 的小干扰 RNA(siRNA)转染新冠重症患者的 T 细胞,再用新冠病毒肽刺激,检测 ISGs 表达。
下面来看具体的研究结果:
- CD55 在新冠患者 PBMCs 中的表达:通过 scRNA-seq 分析发现,与健康对照相比,新冠患者 PBMCs 中 CD55 和 CR1 表达显著上调,CD46 下调,CD59 无差异。重症患者 CD55 上调最明显,危重症患者虽略有下降但仍高于健康对照。这一结果经批量 RNA 测序、Real-time PCR 和受试者工作特征(ROC)分析进一步验证。
- CD55 在新冠患者 T 细胞群体中的表达:对 T 细胞进行综合亚聚类分析,发现几乎所有 T 细胞簇都有 CD55 表达,重症和危重症患者 T 细胞亚群中 CD55 显著上调。FACS 分析在另一队列患者中也证实了这一点,且发现 CD8+T 细胞在重症和危重症患者中 CD55 表达增加更显著。
- CD55 在新冠患者单核细胞群体中的表达:单核细胞分析确定了不同亚群,几乎所有亚群在各疾病状态下都有 CD55 表达。与健康对照相比,新冠患者 CD55 表达增加,重症患者尤为明显。FACS 分析也验证了重症患者单核细胞 CD55 蛋白表达显著增加。
- CD55 在新冠患者 B 细胞群体中的表达:B 细胞亚聚类分析得到七个亚群,重症新冠患者 B 细胞中 CD55 显著上调。FACS 分析显示,危重症患者 B 细胞中 CD55 蛋白表达显著高于重症患者和健康对照。
- CD55 上调与 I 型 IFN 反应抑制的关联:基因集富集分析(GSEA)表明,重症和危重症新冠患者中 I 型 IFN 反应受抑制。分析 ISGs 表达发现,轻症患者表达上调,重症和危重症患者表达下降,且与 CD55 表达变化趋势相反。
- CD55 对 SARS-CoV-2 病毒抗原暴露 T 细胞 I 型 IFN 反应的抑制作用:功能实验中,用 siRNA 沉默重症新冠患者 T 细胞的 CD55,再用新冠病毒肽刺激,结果 ISGs 表达显著增加,证实了 CD55 对 I 型 IFN 反应的抑制作用。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次揭示了 CD55 在新冠免疫反应中的新作用,即抑制 I 型 IFN 反应,影响新冠病情发展。虽然此前研究对补体调节蛋白在病毒感染中的作用了解有限,但此次研究发现新冠重症和危重症患者 PBMCs 中 CD55 表达上调,可能是细胞应对补体过度激活的保护机制,但却意外抑制了 I 型 IFN 反应。不过研究也存在局限性,如 scRNA-seq 分析样本量有限,且样本采集于不同时间、不同病毒变异株流行期,但综合各队列数据仍支持研究结论。总体而言,该研究为理解新冠发病机制提供了新视角,也为开发针对新冠的补体靶向治疗策略提供了重要依据 ,有望推动新冠治疗领域取得新突破。