新冠病毒在全球迅速传播，分离、测序和克隆病毒的研究进展也很迅速。然而，关于人类免疫系统与SARS-CoV-2病毒之间动态相互作用还不清楚。质谱流式细胞技术（CyTOF），作为高通量单细胞技术，可测量数百万个单细胞的特征。CyTOF对于了解免疫反应异质性，以及免疫细胞如何与其他宿主细胞和病原体相互作用的研究，具有十分重要的作用。接下来为大家分享应用CyTOF技术分析感染SARS-CoV-2后，宿主的先天免疫细胞、NK细胞、DC细胞以及单核细胞、B细胞、T细胞等的变化，以及这些细胞与免疫保护的关系。
先天免疫反应
大多数基于CyTOF的COVID-19研究分析了来自COVID-19患者的PBMCs，与健康捐赠者相比，COVID-19患者的循环嗜碱细胞、单核细胞（特别是非经典单核细胞CD14loCD16hi ）、树突状细胞（DCs）和自然杀伤（NK）细胞的频率或丰度降低；严重的COVID-19患者比轻度的COVID-19患者减少得更多。相反，与健康供体相比，COVID-19患者的循环中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和单核细胞的髓源性抑制细胞的频率或丰度增加，严重COVID-19患者的增加幅度大于轻度COVID-19患者。据报道，中性粒细胞与淋巴细胞的比率也与严重的COVID-19有关。
NK细胞
CyTOF技术可对免疫细胞亚群的特征进行深入研究。针对NK细胞的28个蛋白参数的研究描述了COVID-19患者的循环NK细胞比健康对照组少（但有更多的高度活化和增殖），更坏的临床结果也与循环适应性NK细胞（NKG2C+CD57+CD56dim）水平的增加有关，CD56BLASHNK细胞中穿孔素表达水平增加，表明适应性和活化的NK细胞在COVID-19的发病机制中有作用。
单核细胞
在另一项研究中，研究人员使用单细胞转录组（scRNA-seq）和蛋白质组（CyTOF）询问，以测试不同的先天免疫反应是否与COVID-19的临床过程有关（53名COVID-19患者，8名流感样疾病患者和48名对照组）。研究显示，与健康对照组相比，轻度COVID-19患者的炎症性HLA-DRhiCD11chiCD14+单核细胞的水平增加。相反，严重的COVID-19患者不仅有HLA-DR低表达的单核细胞群（表明单核细胞功能障碍25）和抗炎巨噬细胞功能相关基因（如SELL（CD62L）和CD163）的增强表达，而且有大量不成熟的中性粒细胞（包括原中性粒细胞和前中性粒细胞）表达表明免疫抑制或功能障碍的标记。这些发现表明，单核细胞反应失调以及骨髓造血功能失调可能是导致严重疾病的重要过程。
B细胞
中和抗体（nAbs）在防止SARS-CoV-2感染和COVID-19疾病方面有很大的影响，因此，人们对鉴定针对SARS-CoV-2的强效nAbs非常感兴趣。由于B细胞中广泛的变异（V）、多样性（D）和连接（J）基因（VDJ）重组和体细胞超突变，这种分析需要采用单细胞方法。高维流式细胞仪用于描述和比较不同严重程度的COVID-19疾病患者的B细胞反应。一个以B细胞为重点的24种标记物的小组，旨在识别B细胞群，评估它们的激活状态，并评估归巢潜力，从而确定了滤泡外B细胞的过度激活与COVID-19疾病严重程度之间的相关性，以及严重疾病与较轻疾病中分泌抗体的细胞的更大扩张。重症患者的RBD靶向SARS-CoV-2 nAbs的血清滴度很高，这就提出了重症COVID-19患者的这种独特的B细胞反应是否无效或甚至可能是致病的问题。
T细胞
与年龄相关的免疫细胞变化与感染风险增加有关。然而，缺乏对人类循环免疫细胞随着年龄的增长而发生变化的全面和详细的描述。中山大学中山眼科中心苏文如教授团队等研究人员通过CyTOF技术比较了来自年轻和老年受试者和 COVID-19 患者收集的外周血中的免疫细胞类型。发现免疫细胞随着年龄的增长而重新编程，其中T细胞从幼稚和记忆细胞极化为效应细胞、细胞毒性细胞、衰竭细胞和调节细胞。此外，与冠状病毒易感性有关的基因表达，随着年龄的增长以细胞亚型特异性方式上调。值得注意的是，COVID-19 促进了年龄诱导的免疫细胞极化和与炎症和细胞衰老相关的基因表达。
DC细胞
来自美国斯坦福大研究人员对人类轻度与重度COVID-19 感染的免疫开展了系统的生物学评估。研究人员利用CyTOF通过34 个蛋白marker评估了52 例COVID-19 患者外周血免疫细胞对SARS-CoV-2 感染的免疫应答，以及62 名健康对照者的免疫应答。降维分析和手动圈门将PBMCs分成了不同亚群。所有感染者中，浆母细胞和效应CD8 T细胞的频率显著增加，浆细胞样树突状细胞(pDC)的频率显著降低。pDCs 中pS6( 磷酸化核糖体蛋白S6,mTOR 活化的典型靶点) 的表达减少，髓细胞样树突细胞(mDCs) 中IKBα (NF-kβ 信号抑制剂) 的表达减少，表明pDC可能在COVID-19患者中存在干扰素(IFN)-α信号缺陷。
【参考文献】
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