Nature教你如何进行新冠病毒特异性免疫细胞图谱

作者：杨超月

Nature教你如何进行新冠病毒特异性免疫细胞图谱的研究

2022-03-25 15:38 来源: 上海仁科生物

原标题：Nature教你如何进行新冠病毒特异性免疫细胞图谱的研究

免疫记忆是适应性免疫的一个标志，在再次感染同一病原体时可加速和增强免疫应答反应。因此，在新冠病毒肆虐的今天，一个关键问题集中在急性感染期间受到刺激的SARS-COV-2特异性T细胞会产生长期记忆T细胞吗？？？

今天要与大家分享的这篇文章，使用Cytek光谱流式细胞术结合10x Genomics单细胞转录组和TCR测序，来研究受新冠病毒感染的患者，血液中对SARS-CoV-2特异性 CD8 + T细胞的演变历程。

文章题目：Signature of long-lived memory CD8+T cells in acute SARS-CoV-2 infection

文章期刊：Nature

发表时间：2022年2月

主要技术：

1.Immudex Dextramer 和 dCode Dextramer SARS-CoV-2抗原特异性试剂孵育COVID-19患者PBMC细胞

2.Cytek光谱流式细胞仪分选细胞

3.10x单细胞技术测定SARS-CoV-2特异性CD8+T细胞转录组，TCR以及表面蛋白信息

实验方法：

选取33例急性COVID-19患者，在初次感染后6个月和12个月对患者PBMC中SARS-CoV-2特异性CD8+ T细胞进行了检测。SARS-CoV-2特异性 CD8+ T 细胞通过使用Immuedex dCODE Dextramer（10x兼容）试剂进行富集（HLA-A*01:01, HLA-A*11:01, and HLA-A*24:02 MHC-I ）

研究结果：

Dextramer®结合cytek光谱流式鉴定SARS-CoV-2特异性CD8+ T细胞的表面蛋白标志物在急性期和恢复期存在差异

在患病急性期（5-41天），SARS-CoV-2 特异性 CD8+ T 细胞高表达Ki-67hi, HLA-DRhi, 和Granzyme B+, 以及CX3CR1+ (终端分化的 marker), 而CD127 (记忆细胞maker)表达下调。

在恢复期(6 months, 1 year): 表达Granzyme B+, CX3CR1+, Ki-67+ and HLA- DR+ 的SARS-CoV-2 特异性 CD8+ T 细胞比率降低，而表达CD127蛋白的细胞的比率升高。

从而可以看到，患者从患病急性期到恢复期，Ki-67、HLA-DR、CX3CR1和CD127的表达变化提示着SARS-CoV-2特异性CD8+ T细胞从效应状态在向记忆状态转变。

基于基因表达结果对感染COVID-19的患者PBMC中T细胞类型鉴定

根据10x单细胞基因表达数据聚类分析发现，对SARS-CoV-2特异性的CD8+ T细胞可分成12个不同的类群。进一步根据dCODE Dextramer®的数据可将根据SARS-CoV-2 特异性CD8+ T细胞不同阶段的特征（中央记忆T细胞、细胞毒性、细胞因子、IFN应答、增殖和活化基因表达情况），将12个cluster进一步分组，我们可以看到在感染的不同阶段（患病急性期和恢复期）总有一些cluster占主导地位。

在患病急性期，主要以cluster1、2和12为主，cluster1、2和12以细胞毒性、激活和增殖的SARS-CoV-2 CD8+ T细胞基因为主。在恢复期，主要以cluster 11为主，包括IFN应答和效应细胞因子(IFN-γ、TNF、LT-α)基因。

利用Dextramer®试剂检测COVID-19感染后的细胞表型记忆轨迹

在接种疫苗的个体中已绘制了T细胞的记忆轨迹，但在急性COVID-19感染后却没有细胞表型记忆轨迹的绘制。本文作者Adamo等人试图通过使用MHC I Dextramer®和dCODE Dextramer®试剂来研究这一轨迹现象。

如下图所示，在急性感染期，SARS-CoV-2 Dextramer®阳性CD8+ T细胞呈现出效应T细胞(Teffector)/效应记忆T细胞(effector memory，/TEM)的表型，与健康人相比，在急性感染期的患者当中，naive和中央记忆T (TCM) 细胞比例降低。

在感染后6个月至1年，作者观察到T effector / TEM细胞表型向最终分化的 TEMRA表型逐渐转换（TEM重新表达CD45RA）。在感染1年，绝大多数的SARS-CoV-2 Dextramer®阳性CD8+ T均演变成了TEMRA细胞。

使用dCODE Dextramer®鉴别SARS-CoV-2 CD8+ T细胞的记忆前体细胞

作者使用dCODE Dextramer®结合10x技术来纵向追踪单个抗原特异性T细胞克隆型的演变过程，发现了针对每个表位的抗原特异性CD8+ T细胞克隆型，有些克隆型在感染急性期被检测到，在恢复期仍然被检测到（如下图）。