无症状感染者与重症患者的免疫应答存在差异
英国规模最大的这类研究发现,没有症状的人和对病毒反应较严重的人对COVID-19的免疫应答存在差异。
来自威康桑格研究所、纽卡斯尔大学、伦敦大学学院、剑桥大学、欧洲生物信息学研究所(EMBL- ebi)以及他们在人类细胞图谱计划中的合作者的研究人员发现,无症状人群的特定免疫细胞水平升高。他们还发现,有更严重症状的人失去了这些保护性细胞类型,但增加了炎症细胞。这些免疫反应中的这些差异可以帮助解释严重的肺炎和血液凝结症状,并且可用于识别用于制定疗法的潜在目标。
该研究于今日(2021年4月20日)发表于自然医学这是为数不多的包括无症状人群的研究之一。这项大规模的合作研究是人类细胞图谱计划的一部分,该计划旨在绘制人体的每一种细胞类型,以改变我们对健康、感染和疾病的理解。
到目前为止,COVID-19全球大流行已导致数百万人死亡,并在全球范围内造成更多感染。症状在严重程度上差别很大,从轻微咳嗽到严重呼吸窘迫、血栓和器官衰竭不等。之前的几项研究强调了血液中复杂的免疫反应,但到目前为止,充分协调的免疫反应以及症状患者和渐近患者之间的差异尚未被详细研究。
在一个新的研究中,了解不同的免疫细胞如何应对感染,大型的研究人员聚集在一起,分析来自Covid-19的130人的血液。这些患者来自三个不同的英国中心(纽卡斯尔,剑桥和伦敦),远程无症状至关重要。
该团队对约80万个免疫细胞进行了单细胞测序,并对血液中免疫细胞上的细胞表面蛋白质和抗原受体进行了详细分析。他们揭示了参与机体对COVID-19反应的多种免疫细胞的差异。
在那些没有症状的患者中,研究小组发现了B细胞水平的增加,这种细胞产生的抗体存在于鼻腔等粘液通道中。这些抗体可能是我们抗击COVID-19的第一道防线。然而,这些保护性的B细胞在严重症状患者中缺失,这表明在鼻子和其他黏液通道中有效的抗体相关免疫反应的重要性。
研究小组发现,轻微至中度症状的患者体内B细胞和辅助t细胞水平较高,有助于对抗感染,而严重症状的患者体内失去了许多这类免疫细胞,这表明严重疾病患者的这部分免疫系统失灵了。
相比之下,那些有更严重症状并导致住院治疗的人,单核细胞和杀伤t细胞的增加是不受控制的,高水平的单核细胞和杀伤t细胞会导致肺部炎症。患有严重疾病的人体内产生血小板的细胞水平也提高了,这种细胞有助于血液凝结。
纽卡斯尔大学和康沃尔桑德研究所的高级临床研究所的高级作者Muzlifah Haniffa教授说:“这是唯一看着从无症状人口收集的样品的唯一研究,这有助于我们开始理解为什么有些人为何与Covid-19感染不同。它还可以解释肺炎和血栓等症状。免疫系统由许多不同的细胞组成,类似于管弦乐队由不同仪器组成的方式,为了了解协调的免疫反应,你必须一起看这些免疫细胞。“
虽然尚不清楚感染如何刺激这些免疫反应,但该研究从分子层面解释了COVID-19如何导致肺部血栓和炎症风险增加,从而导致患者需要呼吸机。这也揭示了潜在的新治疗靶点,以帮助保护患者免受炎症和严重疾病的影响。例如,有可能开发出降低血小板生成或减少杀伤t细胞产生数量的治疗方法,但还需要更多的研究。
Menna Clatworthy教授是剑桥大学和韦康桑格研究所的高级作者和转化免疫学教授,他说:“这是迄今为止对COVID-19免疫反应最详细的研究之一,并开始帮助我们理解为什么有些人病得很厉害,而另一些人却在不知道自己感染了病毒的情况下抗击病毒。这项新知识将有助于为COVID-19患者确定治疗的具体目标。”
在未来,研究可能会通过观察血液中这些免疫细胞的水平来确定哪些人更有可能患上中度到重度的疾病。
这项研究使用了来自英国三个中心的样本,并发现在一个地理区域的个体与在不同中心的个体的一些抗体反应是相似的,这暗示着这部分免疫反应可能是针对病毒的不同变种而设计的。
John Marioni博士,Embl欧洲生物信息学院(Embl-Ebi)高级作者和研究负责人和癌症研究英国剑桥研究所的高级集团领导者表示:“使用三个不同中心的数据让我们看看人们的方式在整个英国的Covid-19反应。本研究中收集的数据量使我们对Covid-19感染的各种不同严重性的免疫反应至关重要。“
剑桥大学的高级作者和分子血液学教授的BertholdGöttgens教授说:“随着调查结果,这项研究的开展方式是值得注意的,因为它是做生物医学科学的新方式。通过将不同的专家汇集在一起,我们能够雇用分裂和征服方法,使我们能够在额外快速的时间内完成工作。这项研究需要一个大的团队合作努力,在大流行中,当实验室被关闭时,这是一个令人难以置信的奖励研究工作,让每个人都了解工作的重要性并愿意加倍努力。“
Wellcome Sanger Institute委员会和人类传播机构组织委员会的高级作者Sarah Teichmann博士说:“这是使用人类细胞阿特拉斯了解Covid-19的一个很好的例子,并确定我们的哪个细胞对感染和治疗至关重要。这些信息可以用来更好地理解为什么不同的人会有不同的反应新冠病毒以不同的方式。这些数据可公开访问,可以为开发潜在的新疗法提供基础,以减少病毒的传播,或保护那些开始产生严重疾病的人。“
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