發(fā)布時(shí)間: 2025-05-22 14:02:02
在HIV與猴痘病毒(MPXV)合并感染的復(fù)雜免疫微環(huán)境研究中,單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)技術(shù)成為解碼免疫細(xì)胞動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵工具。本研究通過對(duì)6例住院患者(3例HIV陽性,3例僅MPXV感染)的外周血單核細(xì)胞進(jìn)行高精度單細(xì)胞測(cè)序,首次系統(tǒng)繪制了急性期與恢復(fù)期的免疫細(xì)胞圖譜。從B細(xì)胞的抗體分泌障礙到CD8+T細(xì)胞的功能耗竭,從NK細(xì)胞比例下降到中性粒細(xì)胞成熟加速——每一組數(shù)據(jù)背后,都依托于嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、多組學(xué)整合分析及生物信息學(xué)驗(yàn)證。今天,我們將深入解析這一方法學(xué)框架如何揭示HIV相關(guān)免疫缺陷對(duì)猴痘病程的影響,并為精準(zhǔn)干預(yù)提供新靶點(diǎn)。
題目:外周血單核細(xì)胞單細(xì)胞測(cè)序揭示了感染艾滋病毒的猴痘患者的免疫狀況
雜志:Emerg Microbes Infect
影響因子:IF=8.4
發(fā)表時(shí)間:2025.01.27
研究背景
在感染HIV的猴痘病例中,約50%的患者為HIV陽性,數(shù)據(jù)表明,HIV陽性和猴痘合并感染可能導(dǎo)致更差的臨床結(jié)果、更高的繼發(fā)性細(xì)菌感染率和更高的死亡率。關(guān)于MPXV感染者體內(nèi)免疫細(xì)胞動(dòng)力學(xué)和相互作用的信息有限,鑒于合并感染的普遍性,我們迫切需要闡明感染或未感染HIV的MPXV患者的免疫細(xì)胞動(dòng)力學(xué)圖譜,以揭示HIV相關(guān)的免疫功能低下對(duì)MPXV進(jìn)展的可能影響。
研究思路
作者利用單細(xì)胞測(cè)序繪制了急性期和恢復(fù)期的外周免疫反應(yīng)圖譜,包括B淋巴細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞。
主要結(jié)果
1、HIV陽性組和HIV陰性組的細(xì)胞圖譜
通過細(xì)胞注釋共獲得八種細(xì)胞類型,包括B細(xì)胞,CD4T細(xì)胞,CD8T細(xì)胞,巨核細(xì)胞,單核細(xì)胞衍生的樹突狀細(xì)胞,中性粒細(xì)胞,NK細(xì)胞和未分化T細(xì)胞,e-f表明MPXV感染會(huì)導(dǎo)致全面的免疫細(xì)胞改變,HIV患者在急性期表現(xiàn)出CD4缺陷,隨后在恢復(fù)期出現(xiàn)NK細(xì)胞和中性粒細(xì)胞失調(diào)。
2、MPXV感染后B淋巴細(xì)胞及基因表達(dá)的變化
作者根據(jù)典型標(biāo)記基因表達(dá)確定了五個(gè)簇(F2a),并評(píng)估了與活化相關(guān)的基因的表達(dá),CD79A主要富集在亞簇1、3和5中,而MZB1和XBP1主要在亞簇2和4中表達(dá)(F2b),表明它們可能代表用于抗體產(chǎn)生的漿細(xì)胞。同時(shí),所有亞簇均未表達(dá)CD79B,這導(dǎo)致BCR組織功能障礙,從而影響B(tài)細(xì)胞功能。漿細(xì)胞亞簇2和4的比例在患者急性期的比例明顯高于恢復(fù)期(F2c)。細(xì)胞增殖標(biāo)志物MKI67的表達(dá)主要在亞簇2和4中富集,而在亞簇1、3和5中幾乎不存在,表明急性期抗體分泌細(xì)胞增殖(F2d)。為了探索MPXV感染時(shí)的分子擾動(dòng),對(duì)MPXV感染急性期和恢復(fù)期的患者進(jìn)行了B細(xì)胞(包括漿細(xì)胞)的差異基因表達(dá)分析,CD38和CD27在非HIV患者中上調(diào)更明顯(F2e),這表明HIV感染可能會(huì)限制MPXV感染后的細(xì)胞功能和分化。
3、MPXV感染后CD8+T細(xì)胞擾動(dòng)的表征
作者根據(jù)典型標(biāo)志基因表達(dá)確定了9個(gè)CD8+T細(xì)胞亞群,觀察發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)亞群中T細(xì)胞有效標(biāo)志物的低表達(dá),表明所有患者的CD8+T細(xì)胞均存在持續(xù)的T細(xì)胞功能障礙。
4、患者外周血NK細(xì)胞的變化
根據(jù)標(biāo)記基因?qū)K細(xì)胞分為9個(gè)不同的亞群。分析表明,NK細(xì)胞通過表達(dá)細(xì)胞毒性分子發(fā)揮抗MPXV的作用。然而,HIV陽性患者的NK細(xì)胞比例下降,這可能會(huì)阻礙他們從MPXV感染中恢復(fù)。
5、單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的特征
根據(jù)單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞亞群的特征,作者確定了三個(gè)不同的亞群。分析結(jié)果表明,mono/DC在抗MPXV功能期間被激活,而HIV改變了MPXV感染中的mono/DC動(dòng)態(tài),這可能會(huì)抑制抗MPXV免疫。
6、患者外周血中中性粒細(xì)胞的特征
作者從包含8個(gè)中性粒細(xì)胞亞簇的整個(gè)UMAP空間中提取了中性粒細(xì)胞(F6a)。幾種中性粒細(xì)胞發(fā)育標(biāo)志物的可視化表明樣本中中性粒細(xì)胞的發(fā)育階段高度異質(zhì)性(F6b)。具體而言,中性粒細(xì)胞成熟的兩個(gè)標(biāo)志物FCGR3A和SELL在MPXV感染急性期表現(xiàn)出明顯更高的mRNA水平,說明MPXV誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞成熟加速,這可能與病毒消除有關(guān)。粒細(xì)胞分化和ISG表達(dá)在HIV+患者中可以受到抑制。
7、免疫細(xì)胞的相互作用
根據(jù)細(xì)胞間的通訊作用推測(cè)LGALS9可能是限制MPXV消除后T細(xì)胞抗病毒應(yīng)答的關(guān)鍵因素。此外,每種細(xì)胞類型的傳出和傳入相互作用概況分析也支持在急性期存在更強(qiáng)的相互作用(F7d)。單核細(xì)胞/樹突狀細(xì)胞(DC)和中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的相互作用在急性期和恢復(fù)期均最強(qiáng),在細(xì)胞相互作用的傳入和傳出信號(hào)方面,急性期和恢復(fù)期樣本之間幾乎沒有差異(F7e-f)。簡(jiǎn)而言之,半乳糖凝集素、膜聯(lián)蛋白、IL16和CCL是負(fù)責(zé)細(xì)胞相互作用的前四種分子(F7e-f)。這表明先天免疫細(xì)胞對(duì)于MPXV的消除至關(guān)重要,本研究的研究結(jié)果有助于確定潛在的靶向細(xì)胞相互作用,從而改善病毒的消除。
文章小結(jié)
總體而言,本研究提出了導(dǎo)致HIV感染MPXV患者病情嚴(yán)重的潛在機(jī)制,并有助于理解HIV合并MPXV感染患者的發(fā)病機(jī)制,從而加深了目前對(duì)MPXV感染的理解。單細(xì)胞數(shù)據(jù)確定了免疫功能低下個(gè)體(例如HIV感染者)更容易出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀的潛在機(jī)制。獲得性免疫缺陷患者可能需要更積極的醫(yī)療干預(yù),而非自行痊愈。
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