单细胞转录组和免疫组库测序揭示 COVID
单细胞转录组和免疫组库测序揭示 COVID-19 恢复期患者的免疫细胞特征
2022-08-15 14:50 来源: 博奥晶典
原标题：单细胞转录组和免疫组库测序揭示 COVID-19 恢复期患者的免疫细胞特征
近期，粤北人民医院检验科赵平森团队和武汉大学人民医院李祥攀团队在 Int Immunopharmacol 杂志在线发表通过对 COVID-19 恢复期患者的 PBMCs 进行单细胞转录组和免疫组库测序，绘制了 COVID-19 恢复期患者的免疫细胞图谱，其中在 T 细胞介导的免疫反应会增强，相反 B 细胞免疫反应却表现出两面性。其中重症恢复期患者中会存在一些独特的基因，这有助于疫苗的研发和设计。该研究中单细胞转录组测序和免疫组库测序服务由博奥晶典提供。
据世界卫生组织统计数据，目前已确认由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒感染超过 2.25 亿人，死亡人数超过 460 万人。但目前，尚无针对 SARS-CoV-2 的有效药物和疫苗，严重 COVID-19 可导致呼吸衰竭、感染性休克，并最终导致死亡。
目前，尚不清楚 SARS-CoV-2 的自然感染是否会产生持久的免疫反应，T 和 B 细胞反应在长期恢复后如何变化，以及恢复后是否可能对 SARS-CoV-2 的起到长期免疫保护的作用。
研究思路1. COVID-19 恢复期患者免疫细胞图谱
对中度 COVID-19 恢复期患者（n=5）和重症 COVID-19 恢复期患者（n=8）和健康人（n=5）进行单细胞转录组测序和免疫组库测序（图1a，1b），通过降维聚类分成 47 个细胞亚群，根据经典基因注释成 27 个细胞亚群（图1c，1d），并通过小提琴图和 UMAP 图展示标记基因（图1e，1f）。
2. 中度和重度 COVID-19 恢复期患者的细胞表型特征
接着对比 COVID-19 恢复期患者的细胞组成发现，中度恢复期患者的 CD4+ 记忆细胞明显增加，而重度恢复期患者却降低。此外 CD8+ 效应记忆细胞随疾病发展逐渐增加。与中度恢复期患者相比，重症恢复期患者的边缘带 B 细胞也明显减少（图2a-2c)。为了探索 SARS-CoV-2 感染期间抗病毒和免疫反应，对急性炎症反应、干扰素反应和免疫反应激活细胞表面受体信号通路进行富集分析发现，在急性炎症中 CD8+ 效应记忆细胞随疾病发展增加。NKT 和 NKT-CD160 在中度恢复期患者中上调，而在重度恢复期患者中显著下调（图2d）。在干扰素反应中 CD4+naïve 细胞、CD8+ naïve 细胞和 NKT-CD160 细胞也随疾病发展上调。在免疫反应激活细胞表面受体信号通路中滤泡 B 细胞、CD4+ 幼稚细胞、CD4+ 效应记忆细胞、CD8+ 幼稚细胞、CD8+ 效应-GNLY 细胞和 CD8+ 效应 -GZMK 细胞显著增加，但其中 CD4+ 记忆细胞、Th2 细胞和 CD14 单核细胞在中度恢复期患者显著上调，而重度恢复期患者显著下调（图2d）。
3. COVID-19 恢复期患者的 T 细胞表达变化
首先对 T 细胞进细分聚类，根据经典 T 细胞标记基因注释成 13 个亚群（图3a-3c）对三个阶段恢复期患者所有细胞亚群进行基因聚类发现，与 T 细胞相关 142 个基因存在明显差异表达（图3d)。对差异基因富集分析发现，与 T 细胞和淋巴细胞的活化、分化和增殖功能明显富集（图3e)。
将 T 细胞亚群中差异基因分为四类：① T 细胞活化的调节；② 淋巴细胞和白细胞活化的调节；③ T 细胞、淋巴细胞和骨髓细胞分化；④ 细胞粘附的调节。并根据分类探索不同阶段恢复期患者亚群基因的表达情况（图4a)。对其中 CD4+ 记忆细胞、CD8+ 效应记忆细胞和 NKT-CD-160 细胞亚群进行差异基因火山图展示，并对三个亚群进行富集分析（图4b，4c)。通过对三个阶段恢复期患者 T 细胞亚群进行 HLA 类基因分析，发现 COVID-19 恢复期患者存在明显差异表达（图4d)。
上一篇：BL21系列表达感受态细胞常见问题
下一篇：Sigma DMSO无菌细胞培养级二甲亚砜D2650配制方法、