在1918年-1919年的大流行中，全世界至少有2000萬～4000萬人死于流感...時至今日，流感病毒的頻繁變異和不定期的卷土重來仍對全球公共衛(wèi)生構(gòu)成威脅，及時接種流感疫苗是控制流感病毒蔓延的最有效的公共衛(wèi)生戰(zhàn)略之一。然而現(xiàn)階段，包括流感疫苗在內(nèi)，研究者對接種疫苗后的機體免疫學(xué)特征尤其是單細(xì)胞免疫特征仍舊知之甚少。

近日，烈冰生物合作伙伴首都兒科研究所實驗中心王毅主任團(tuán)隊在Journal of Medical Virology（IF=20.693）發(fā)表題為Influenza vaccination features revealed by a single-cell transcriptome atlas的文章，團(tuán)隊?wèi)?yīng)用單細(xì)胞測序系統(tǒng)的研究了流感疫苗接種后外周免疫應(yīng)答的細(xì)胞圖譜。

烈冰生物參與了本研究中的單細(xì)胞測序工作，下面一起來了解下本文的研究思路和成果吧~

6名健康參與者，分別在接種滅活流感疫苗前后的獲得18個PBMC（peripheral blood mononuclear cells）樣本，同時對每個樣本進(jìn)行單細(xì)胞TCR和BCR測序。

實驗分組：接種前（I₀）；接種后7天（I₁）；接種后14天（I₂）=6:6:6

單細(xì)胞捕獲平臺：烈冰生物10x Genomics平臺

主要技術(shù)手段：單細(xì)胞測序，單細(xì)胞TCR/BCR測序

01 接種流感疫苗后單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析

為了探索流感疫苗的免疫學(xué)特征和外周免疫應(yīng)答特征，研究團(tuán)隊基于烈冰生物10x Genomics平臺，對112662個細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞測序（I₀:41256 cells(36.62%) , I₁:24235 cells (21.51%) , I2：47171 cells (41.87%)），并鑒定了包括B細(xì)胞、CD4+ T細(xì)胞、 CD8+ T細(xì)胞和單核細(xì)胞等在內(nèi)的10個主要的細(xì)胞系。團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在接種疫苗早期（I1）漿細(xì)胞、B細(xì)胞和CD4+T等細(xì)胞占比在接種早期占比明顯增加，而單核細(xì)胞、DCs和γδ T cells等細(xì)胞接種后占比下降并在I2期恢復(fù)正常；巨核細(xì)胞在接種后占比顯著下降且在I2期未恢復(fù)到正常水平。

02 B/漿細(xì)胞免疫應(yīng)答表達(dá)譜

針對B細(xì)胞的深入研究，團(tuán)隊鑒定出了6種B細(xì)胞亞型：Na?ve_B和記憶B細(xì)胞在I1期下降隨后恢復(fù)，說明早期na?ve和記憶B細(xì)胞的減少是流感疫苗的顯著特征之一。此外，I1期的血漿B細(xì)胞高度表達(dá)編碼免疫球蛋白G1 (IgG1)、IgG2、IgG4等固定區(qū)域的基因，與抗原特異性抗體的分泌功能相關(guān)。此外，多種差異基因參與了抗體產(chǎn)生、克隆擴(kuò)增和V（D）J基因的使用，說明B細(xì)胞和漿細(xì)胞可能經(jīng)歷了獨特和特異的V（D）J重排。

BCR測序發(fā)現(xiàn)，在80%以上的B細(xì)胞和漿細(xì)胞中檢測到了BCR的表達(dá)，其中IGHM是表達(dá)最多的BCR。有意思的是，在接種疫苗早期，除了漿細(xì)胞中BCR IGHG1的比例明顯增加而IGHA1和IGHA2的相對百分比下降外；輕鏈型IGK和IGL、BCR多樣性和CDR3區(qū)域的長度在接種都后沒有明顯變化，說明疫苗接種后B細(xì)胞保護(hù)反應(yīng)存在一些差異。

03 T細(xì)胞免疫應(yīng)答表達(dá)譜

為了表征疫苗接種前后T細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組特征，團(tuán)隊比較了I1或I2條件與I0條件下CD4+和CD8+ T細(xì)胞的表達(dá)譜。正如預(yù)期的那樣，CD4+和CD8+ T細(xì)胞中“病毒信號防御反應(yīng)”功能顯著組富集，這意味著宿主正在對滅活的流感病毒進(jìn)行免疫反應(yīng)。此外，其他參與抗病毒免疫反應(yīng)的通路（如淋巴細(xì)胞激活和T細(xì)胞增殖等）均顯著增強?；虮磉_(dá)分析顯示，IFN-a和IFN-g產(chǎn)生相關(guān)基因上調(diào)，且接種流感疫苗后CD4+和CD8+ T細(xì)胞的細(xì)胞凋亡和遷移水平顯著上調(diào)。

類似BCR測序，疫苗接種后有60%的T細(xì)胞檢測到TCR表達(dá)，其中CD8+T細(xì)胞的克隆擴(kuò)增程度比CD4+T細(xì)胞更大，接種前和接種后的T細(xì)胞保護(hù)反應(yīng)存在明顯差異。

04 髓系細(xì)胞轉(zhuǎn)錄表達(dá)特征

研究發(fā)現(xiàn)：pDCs在I2期的百分比僅占所有髓系細(xì)胞的2%并表達(dá)多個成熟相關(guān)基因；接種疫苗后未發(fā)現(xiàn)巨核細(xì)胞（參與血小板聚集）中幾個關(guān)鍵的血小板聚集相關(guān)基因(P2RX1, TBXA2R或P2RY1)的大量表達(dá)，表明滅活流感疫苗發(fā)生血栓相關(guān)不良事件的風(fēng)險較低，流感疫苗接種后的髓系細(xì)胞似乎被重塑了。

此外，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)I1時期炎癥反應(yīng)基因表達(dá)減少而后恢復(fù)（I2時期），這表明流感疫苗接種后早期炎癥反應(yīng)減少，參與炎癥反應(yīng)的細(xì)胞可能是流感疫苗接種后促炎細(xì)胞因子的主要來源。巨核細(xì)胞中也未觀察到炎癥反應(yīng)基因和促炎細(xì)胞因子基因的表達(dá)升高，表明巨核細(xì)胞可能不是流感疫苗接種后炎癥相關(guān)反應(yīng)的促進(jìn)因素。這些結(jié)果共同表明流感疫苗接種可能不會引起強烈的炎癥反應(yīng)。

總的來說，流感疫苗接種可引起多個免疫細(xì)胞亞群的整體轉(zhuǎn)錄變化，包括抗體的產(chǎn)生以及B細(xì)胞的激活和分化，接種疫苗初期干擾素反應(yīng)、炎癥反應(yīng)等生物過程減少隨后逐漸恢復(fù)，此外，接種后也未觀察到促炎反應(yīng)基因和關(guān)鍵血栓形成相關(guān)基因的顯著上調(diào)，即接種流感疫苗可能不會引起強烈的炎癥反應(yīng)，以上研究為流感疫苗接種的外周免疫應(yīng)答的細(xì)胞圖譜，為了解流感疫苗接種的免疫應(yīng)答機制提供了新的思路。

原文鏈接：doi: 10.1002/jmv.28174.

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