科研进展

实验室呼吸道病毒与感染学组应用免疫组库分析技术揭示新冠肺炎患者免疫反应动态变化特征

2020-11-0569

近日,实验室呼吸道病毒与感染学组陈凌团队和江苏省产业技术研究院医学免疫技术研究所韩健团队合作关于COVID-19病人免疫组库动态变化特征分析的研究成果,在Frontiers in Immunology杂志在线发表题为“Longitudinal Analysis of T and B Cell Receptor Repertoires Transcripts Reveal Dynamic Immune Response in COVID-19 Patients”论文,报道了COVID-19感染者T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)在新冠肺炎患者中的动态变化特征,为临床治疗提供了宝贵的参考依据。

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研究人员收集新冠肺炎患者发病后多个时间点的外周血样品,应用dam-PCR免疫组库扩增技术对TCR-α、β、δ、γ 和 BCR-IgH、κ 、λ的免疫组库全部7条肽链的mRNA进行无偏差的定量比较,以动态全景的方式纵向展示COVID-19患者早期发作和恢复过程中的获得性免疫反应。研究发现,在感染早期,病人的免疫组库中TCR-α和TCR-β (TRB)表达量显著下降,普通患者在恢复期TCR-β的表达量接近正常水平,重症患者TCR-β的表达则持续在极低水平,提示TCR-β的表达可作为预测新冠肺炎病程进展的指征性生物标记。新冠肺炎患者发病早期IgM首先动员起来应对病毒感染并发生抗体亚型转化为IgG。另一个重要发现是IgA表达在感染初期出现暂时性的显著升高,对于早期诊断和发现治疗性抗体有重要价值。


上图每个矩形框(点)代表一个独特的IgH/TRB CDR3序列,其面积大小表示在组库中的比例,在新冠感染急性期IgH出现病毒特异性的大克隆扩增,IgH克隆扩增在感染恢复期仍然存在,而在健康者对照中克隆扩增不显著、多样性较好;TRB序列在新冠感染急性期表现为克隆数目的显著下降,在感染恢复期TRB序列仍存在克隆扩增,但多样性恢复到与健康对照者相似的水平。


研究表明免疫组库分析是评估宿主对感染性疾病的获得性免疫反应的一种新手段。该研究系统性展示COVID-19患者的BCR和TCR免疫组库的变化,为临床治疗提供指导信息,并有助于抗病毒治疗和疫苗的开发。未来将通过与国内外同行合作,通过计算分析恢复期病人外周血内抗体组库的变化来寻找对抗病原的中和抗体。

陈凌教授和韩健博士为该项研究的共同通讯作者,广州医科大学牛学锋博士和集萃研究院李松博士为共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金委“新型冠状病毒(2019-nCoV)溯源、致病及防治的基础研究”专项(课题号82041014)以及广州呼吸健康研究院/呼吸疾病国家重点实验室的新冠专项经费的支持。

原文链接:https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.582010