单细胞测序揭示COVID-19患者支气管肺泡免疫细胞图谱

Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19

文章对13例感染SARS-CoV-2患者支气管肺泡灌洗液（BALF）样本的单细胞测序数据进行了分析，其中包括6例重症感染患者样本，3例中症感染患者样本，3例健康对照样本，另GSM3660650中包含了1例健康对照样本。

聚类分析得到31个不同的细胞群，包括macrophages (CD68), neutrophils (FCGR3B), myeloid dendritic cells (mDCs) (CD1C, CLEC9A), plas- macytoid dendritic cells (pDCs) (LILRA4), natural killer (NK) cells (KLRD1), T cells (CD3D), B cells (MS4A1), plasma cells (IGHG4) and epithelial cells (TPPP3, KRT18)。从各类细胞的分布来看，巨噬细胞的分布表现出分组差异性，重症病人相比于轻症病人具有更高比例的巨噬细胞和中性粒细胞。

对巨噬细胞进行了重新聚类，发现巨噬细胞可以分为四组：组1 FCN1hi，组2 FCN1loSPP1+，组3 SPP1+，组4 FABP4+。 组1表达外周单核样细胞marker（S100A8，FCN1，CD14），组2高表达各种趋化因子（CCL2，CCL3，CXCL10），这两组细胞都表现出M1极化样。组3表达免疫调节基因（A2M，GPR183，CCL13）和促纤维化基因（TREM2，TGFB1，SPP1），说明这是一群具有修复性和促纤维化的细胞。组4表达肺泡巨噬细胞基因（FABP4，APOC1，MARCO）和脂质代谢基因，且主要在健康与中症病人样本中。使用SCENIC分析了各组细胞的转录因子，组1和组2（NFκB，STAT1，STAT2，IFN），组3（TFEB，NR1H3，PPARA，CREB1），组4（PPARG，CEBPB）。以上结果说明在重症病人肺部存在高度促炎性的巨噬细胞群体。

研究发现重症病人样本中CD8 T细胞比例较低而增殖性T细胞比例较高。进行了单个T细胞TCR测序分析，发现在中症病人样本中克隆扩增的T细胞分布更加集中，说明这些T细胞具有转录同质性；而重症病人T细胞分布更加弥散，说明具有转录异质性。总的来看，重症病人的T细胞克隆扩增较少，更具增殖性，且表型更加特异；而中症病人的T细胞克隆扩增更多，且具有更高的组织驻留基因表达。

对不同病人BALF中炎性因子的表达进行分析，发现重症病人具有更高的炎性细胞因子表达（Il6，Il8，Il1β）。测序数据显示，重症病人巨噬细胞中具有更高的趋化因子表达（CCL2，CCL3，CCL4，CCL7）。分析了细胞间的相互作用，发现重症病人肺部巨噬细胞通过CCR1，CXCR2招募单核和中性粒细胞进而形成局部炎症，轻症病人巨噬细胞通过CXCR3，CXCR6招募多种T细胞。