近期上映的“中國醫(yī)生”大家看了沒有？小編看的是熱淚盈眶，尤其是子楓妹妹說出“一個人沒有爸爸媽媽的話，該怎么辦”的時候直接眼淚決堤，一起來感受下！

電影以新冠肺炎防控的真實(shí)事件改編，記錄了全國援鄂醫(yī)療團(tuán)隊和人民群眾艱苦卓絕的抗疫斗爭，而在湖北之外，全球醫(yī)學(xué)科研將士也早已行動起來，對新冠的研究也從未停歇，今天小編為大家介紹的文章來自于李蘭娟院士團(tuán)隊——應(yīng)用單細(xì)胞測序探究COVID-19患者單核細(xì)胞免疫學(xué)特征，為新冠病毒的預(yù)防治療提供了新的思路。

本研究由浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院李蘭娟院士團(tuán)隊，于2021年6月12日發(fā)表在Engineering（IF 7.553）上，題目為Identification of Monocytes Associated with Severe COVID-19 in the PBMCs of Severely Infected Patients Through Single-Cell Transcriptome Sequencing。

烈冰生物有幸參與了本研究的單細(xì)胞生物信息數(shù)據(jù)分析工作。下面，我們一起了解下本文研究思路和數(shù)據(jù)分析過程。

1. 樣本信息

實(shí)驗(yàn)分組

健康組：6例健康外周血樣本（N1-N6）

患者組：14例患者樣本——【3例重癥患者（S1-S3），4例中度患者（M1-M4,其中M2患者后期由中度轉(zhuǎn)為重癥患者），7例恢復(fù)期患者（R1-R7）】

樣本處理：靜脈外周血，分離PBMC 梯度凍存，至實(shí)驗(yàn)捕獲

單細(xì)胞捕獲平臺：BD Rhapsody

捕獲細(xì)胞數(shù)：共84095個細(xì)胞，平均每個樣本有4205個細(xì)胞

2.單細(xì)胞分析工具

接下來，小編將從以下幾個方面為大家介紹一下這篇文章中的主要研究成果。

3.研究成果解析

1.COVID-19患者和健康人的PBMC細(xì)胞類型鑒定

研究者對COVID-19患者和健康志愿者的PBMC樣本進(jìn)行了單細(xì)胞測序，共獲得84095個細(xì)胞，注釋細(xì)胞類型10種，主要包括單核細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞（DC），CD4+ T細(xì)胞，CD8+T細(xì)胞，B 細(xì)胞，NK細(xì)胞，漿細(xì)胞，巨核細(xì)胞和紅細(xì)胞。在COVID-19患者單核細(xì)胞比例顯著增加，細(xì)胞群體多樣性降低，而恢復(fù)期該群細(xì)胞有所減少，說明單核細(xì)胞可能在COVID-19的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，且圖1（b）顯示重癥患者的單核細(xì)胞進(jìn)行了強(qiáng)烈改造重塑。

圖1 COVID-19患者組和健康組PBMC的單細(xì)胞圖譜分析鑒定

2.COVID-19重癥患者的單核細(xì)胞亞群分析和基因表達(dá)模式

研究者對單核細(xì)胞群體進(jìn)行sub-Cluster，鑒定了 12種單核細(xì)胞亞群，其中細(xì)胞亞群Mono0和Mono5特異性存在于樣本重癥和前重癥患者中（S1-S3和M2）。進(jìn)一步，通過差異基因分析和GoPathway分析發(fā)現(xiàn)，Mono0和Mono5特異性高表達(dá)纖維化特征基因（如AREG，EREG，ADAMTS2等），AREG和EREG與表皮生長因子受體(EGFR)結(jié)合激活ErbB相關(guān)信號通路，可能推動了新冠肺炎的纖維化特征（圖2）。

圖2 單核細(xì)胞亞群細(xì)分和基因表達(dá)模式

3.單核細(xì)胞亞群的擬時序分析

為了研究單核細(xì)胞亞群之間如何關(guān)聯(lián)，作者進(jìn)一步通過擬時序分析，探究了單核細(xì)胞從中度到重度（危重）或從重度（危重）到恢復(fù)過程中的基因表達(dá)模式，并構(gòu)建演化基因表達(dá)模式圖，發(fā)現(xiàn)從相對正常的單核細(xì)胞簇到嚴(yán)重疾病特異性簇(Mono 0和Mono 5)過程中，糖酵解/糖異生、HIF-1信號通路、腫瘤壞死因子(TNF)信號和ErbB信號被上調(diào)，而抗原加工和呈遞、吞噬作用和細(xì)胞間粘附被下調(diào)（圖3）。

圖3 單核細(xì)胞亞群的擬時序分析

總結(jié)

總的來說，本研究利用單細(xì)胞測序技術(shù)，對不同感染進(jìn)程的COVID-19患者的PBMCs進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了特異性的單核細(xì)胞群體（Mono 0 和Mono 5 ），其基因表達(dá)模式發(fā)現(xiàn)該兩群細(xì)胞表現(xiàn)出促纖維化和促炎癥的特征，可作為重癥患者的潛在早期預(yù)測標(biāo)志物，為更好地了解COVID-19的致病機(jī)制提供了新思路。

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