【文献分享，IF=43.47】CyTOF揭示新冠又一重大发现

虽然已有较多研究阐明了COVID-19的病理生理因素，但对COVID-19治愈过程中的免疫学变化知之甚少。

为此，来自加利福尼亚的研究团队在Immuntiy杂志上发表了一篇题为“Mass cytometry reveals a conserved immune trajectory of recovery in hospitalized COVID-19 patients”的文章，研究人员通过CyTOF技术分析了81例COVID-19住院患者、7例肺炎和/或脓毒症住院患者（COVID-19阴性）以及11例健康人的纵向PBMC样本的免疫细胞和磷酸化信号状态。

研究发现

COVID-19患者表现出不同的免疫状态，存在与早期出院相关的早期、协调和升高的免疫细胞信号谱。

COVID-19患者内部纵向分析显示髓系细胞和T细胞频率的变化，以及伴随着疾病缓解和出院的不同细胞类型的免疫细胞信号减少。

Treg 细胞的增加和嗜碱性粒细胞信号的减少，伴随着呼吸衰竭的恢复，与入院时更好的预后相关。

尽管患者具有不同的免疫基线和高度可变的病程，但存在定义从严重的SARS-CoV-2感染中恢复的核心免疫学轨迹。

图1 研究概述

CyTOF分析SARS-CoV-2感染的循环免疫细胞组成和细胞信号转导状态

为了研究SARS-CoV-2感染的循环免疫细胞组成和细胞信号转导状态，并将其与其他呼吸道感染区分开来，研究人员通过CyTOF技术利用30个免疫分型蛋白参数和14个磷酸化信号，分析了免疫细胞群的频率、蛋白质表达模式以及与COVID-19病程加重和治愈相关的免疫细胞信号通路。

研究发现入院当天（Day 0）的COVID-19患者的免疫表型和组成与健康人有很大的差异，与其他严重呼吸道感染相比有明显的特点：存在协调的适应性免疫反应，其中几个T细胞亚群和B细胞频率彼此呈正相关；中性粒细胞CD11c、CD14、CD16和PD-L1的表达显著增加，提示COVID-19患者具有高度活化和炎性的中性粒细胞表型；表现出中间单核细胞频率显著增加，而经典单核细胞相对减少。

图2  CyTOF分析COVID-19患者、COVID-19阴性、健康人PBMC的免疫表型

为了深入了解与COVID-19相关的关键免疫细胞信号，研究人员进一步分析了所有免疫细胞亚群中14个信号分子的磷酸化状态。差异表达分析显示5个信号分子(pSTAT1、pPLCg2、pZAP70/PEYK、pCREB和pSTAT3)在COVID-19患者与健康人相比上调。随后评估了这种早期、协调和激活的信号和临床之间的相关性，发现入院当天协调的高信号与较短的住院时间和机械通气时间有关。

图3  COVID-19患者早期、协调和激活的免疫细胞信号与早期出院相关

研究发现随着患者感染的缓解，单核细胞以及活化的CD4和CD8T细胞在出院时(TP2)显著增加。相反，中性粒细胞和常规的1型树突状细胞(cDC1s)的频率随着放电时间的延长而显著降低。

图4  COVID-19恢复过程中免疫和细胞信号状态的变化

为了确定在恢复阶段确定的免疫特征是否专用于患者的康复，研究人员分析了进程缓慢的患者（住院已超过30天）或死于COVID-19的患者样本。发现随着时间的推移，患者表现出从高信号状态到低信号状态的一致变化，出院较晚和最终死亡的患者的TP1和TP2之间没有显著变化；单核细胞信号状态的边缘变化；且在早期出院患者细胞信号的明显变化，在临床结果不佳的患者中并不明显；这表明住院30天以上或死于COVID-19的患者与COVID-19回复患者相关的免疫变化有所不同。

图5  住院30天以上或死于COVID-19的患者与COVID-19恢复患者相关的免疫变化差异

文章总结

该项研究确定了伴随严重新冠肺炎疾病恢复的核心免疫学变化，并提供了成功的抗SARS-CoV-2免疫反应的基本模型，以适应免疫抑制或免疫受损患者、长时间新冠肺炎患者或对新变种的反应期间疾病结局不同的免疫过程。通过阐明成功康复的保守轨迹，这项研究还提出了关键的免疫学过程，这些过程可能是使新冠肺炎患者严重疾病和其他急性呼吸道感染能够恢复的靶点。

【参考文献】Burnett CE, Okholm TLH, Tenvooren I, et al. Mass cytometry reveals a conserved immune trajectory of recovery in hospitalized COVID-19 patients. Immunity. 2022 Jun 

【原文链接】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35779527/