目前已有COVID-19臨床和血漿細胞因子特征的多項研究成果發表，但是全世界對SARS-CoV-2感染宿主后宿主天然免疫狀態的了解依舊十分有限，而且在感染后免疫相關基因表達水平的變化情況也完全不清楚。近期北京佑安醫院發表在《Clinical Infectious Diseases》的研究成果成功填補了這一空白。

本研究圍繞著11位核酸檢測確診的COVID-19患者展開。這11位患者依據臨床表現，6人被分至重癥組（A組），5人被分至輕癥組（B組）。研究人員分別在患者入院和初步治療5天后采集外周血作為研究材料，此外還采集了7位正常人的外周血作為對照，旨在通過比較不同臨床階段樣本的臨床特征、細胞因子、免疫相關基因表達的特點來闡釋COVID-19病程中免疫反應扮演的角色。

憑借著在病毒免疫方面豐富的研究經驗，佑安醫院的研究人員甄選了108個免疫相關的基因作為研究對象?？墒侨绾谓鉀Q想檢測的基因數眾多而從患者處采集的樣本量有限的矛盾呢？研究人員是通過Fluidigm微流控芯片技術（Integrated Fluidic circuits）來解決這一難題的?；谖⒘骺匦酒夹g，科研人員可同時在方寸空間內完成近萬個qPCR反應，每個qPCR反應都是納升（nl）級的反應體系，因此僅需1.25ul cDNA即可完成多達192個基因的同時檢測。

研究發現，隨著新冠肺炎病程加劇，發生調控紊亂的基因數目是增加的，重癥組比輕癥組檢測到更多的差異表達基因（Differentially expressed genes, DEGs）（見下圖A，重癥組與對照組相比有63個基因下調，輕癥組則只有37個基因下調，2個基因上調）。重癥組和輕癥組都能檢測到的34個差異表達基因主要參與Th17細胞分化，細胞因子介導的信號通路，自然殺傷細胞介導的細胞毒性作用與T細胞活化（見下圖B）等。

重癥組獨有的DEGs主要負責CD8 TCR信號通路，EPO信號通路，白介素介導的信號轉導，腫瘤壞死因子（TNF）信號傳導通路以及T細胞的增殖及富集等。這些結果都表明，SARS-CoV-2的感染導致Th1/Th17免疫調節作用的失衡和炎癥反應受損。

然而經過初步治療后，研究人員發現不論是重癥組還是輕癥組差異表達基因的數目比剛入院時有所減少。在初步治療后，兩組的差異表達基因主要分布在Th1，Th2和Th17細胞分化路徑，Jak-STAT信號通路，T細胞受體信號通路以及TNF信號傳導通路。研究人員觀測到重癥病例的MAP2K7 和 SOS1基因在治療后較剛入院時上調。這兩個基因與T細胞活化有關，在疾病進程中發揮著重要的作用。

此外，研究人員利用Fluidigm質譜流式（MassCytometry）技術觀測到剛入院時COVID-19患者的T細胞百分比低于正常組水平（見下圖），這在重癥組里尤為顯著。重癥組病例的T細胞，CD4+ T細胞，CD8+ T細胞的百分比與對照組相比顯著降低。經過初步治療后，輕癥組病例的所有T細胞的比例都回升到正常水平，但是在重癥組病例中只有CD4+ T細胞的比例回升到與正常組相似的水平。在這里，研究人員選用質譜流式技術作為研究手段避免了做單陽性對照的煩惱，同時采取“live cell barcoding”策略有效地消除了細胞計數，操作誤差對實驗結果的影響。

在本項研究中COVID-19患者尤其是重癥患者中T細胞比例的下降以及T細胞活化、分化過程中相關基因轉錄水平的下調向我們展示了SARS-CoV-2感染后隨著病程進展免疫反應的變化。這些發現將幫助我們拓展對SARS-CoV-2感染機制的理解，也為將來開發免疫治療方案和精準治療提供了基礎。北京佑安醫院作為傳染、感染病防治領域的急先鋒，肩負著COVID-19篩查、診斷、救治、研究的艱巨任務，始終沖在抗疫第一線。謹以此文向這些新時代最可愛的人致以最崇高的敬意！

參考文獻：

Down-regulated gene expression spectrum and immuneresponses changed during the disease progression in COVID-19 patients.

Y Ouyang et al.

Clin Infect Dis. 2020 Apr 20.pii: ciaa462. doi: 10.1093/cid/ciaa462.