Cell Research | 通过支气管肺泡灌洗液先天和适应性免疫单细胞图谱区分轻度和严重COVID-19

先天和适应性宿主免疫系统是如何错误传达从而恶化COVID-19免疫病理的，目前还没有完全阐明。浙江大学医学院附属妇产科医院钱俊斌研究员与比利时VIB研究所Diether Lambrechts教授以及鲁汶大学等团队合作，于2021年1月21日在Cell Research杂志在线发表了“Discriminating mildfrom critical COVID-19 by innate and adaptive immune single-cell profiling ofbronchoalveolar lavages”论文，该研究以单细胞测序为主，系统的阐述了新冠肺炎与普通肺炎的区别，并在整合公共数据分析后揭示了轻症转为重症新冠肺炎的关键免疫学动态机制。

图1. scRNA-seq注释COVID-19和非COVID-19 BAL细胞类型

作者22例鼻咽拭子或下呼吸道样本上出现SARS-CoV-2qRT-PCR阳性的住院患者进行BAL细胞分型。还收集了13例临床怀疑为COVID-19肺炎的患者的BAL，但下呼吸道PCR检测为SARS-CoV-2阴性。这些样本被称为非covid -19，包括细菌性和耶氏肺孢子虫肺炎病例。在取样时，通过区分两组，进一步根据疾病严重程度对患者进行分层;轻度和危重症组，后者需要高流量氧疗、机械通气或体外膜氧合。在评估这些细胞类型的相对富集或耗损时，发现单核细胞和中性粒细胞在COVID-19患者中比非COVID-19患者更常见，特别是危重患者。另一方面，巨噬细胞和上皮细胞在COVID-19中较少，特别是危重患者。CD8+T细胞和NK细胞轻度富集，且多见于轻度疾病。当比较轻度和重度COVID-19时，发现前者的CD8+T细胞、巨噬细胞和cDCs增加。在对两个队列分别比较COVID-19轻度和重度时，这些变化在很大程度上得到了维持。

图2. 上皮细胞和免疫细胞中SARS-CoV-2 RNA的检测

作者随后提取了22215个上皮细胞，并将它们分成7个不同的簇，最大的3个集群，由分泌型、纤毛型和鳞状肺上皮细胞组成。尽管上皮细胞在COVID-19患者中较非COVID-19患者少，但基底细胞(代表干细胞上皮细胞，负责肺损伤时上皮细胞的重塑)和离子细胞(一种罕见的上皮细胞类型，可调节盐平衡)在COVID-19患者中显著富集。轻度和重度COVID-19之间无显著差异。有趣的是,ACE2在COVID-19 vs non-COVID-19 TMPRSS2表达增加,分别为2.3%和21%的COVID-19上皮细胞表达这些基因。然后,检索SARS-CoV-2基因组测序图,从31例COVID-19患者中的17例中鉴定出3773个阳性细胞。令人惊讶的是，与上皮细胞相比，这显示了淋巴细胞和髓细胞的总体读码数更高。

总体来说这是一篇偏生物信息学的病毒研究，通过单细胞测序入手，探究各种细胞表型来作为治疗靶点的有效性，并且在文章中也进行了一些激素治疗的机制研究，通过多角度论证来进行研究的思维值得进行借鉴。

鲁汶大学的Els Wauters,Pierre Van Mol,AbhishekDinkarnath Garg,Sander Jansen,Johan Neyts,Joost Wauters为该论文的共同第一作者。浙江大学医学院附属妇产科医院钱俊斌研究员与比利时VIB研究所Diether Lambrechts教授为共同通讯作者。