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特征尤其是單細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，團隊應用單細胞測序系統(tǒng)的研究了流感疫苗接種后外周免疫應答的細胞圖譜。

烈冰生物參與了本研究中的單細胞測序工作，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，同時對每個樣本進行單細胞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

單細胞捕獲平臺：烈冰生物10x Genomics平臺

主要技術(shù)手段：單細胞測序，單細胞TCR/BCR測序

01 接種流感疫苗后單細胞轉(zhuǎn)錄組分析

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

02 B/漿細胞免疫應答表達譜

針對B細胞的深入研究，團隊鑒定出了6種B細胞亞型：Na?ve_B和記憶B細胞在I1期下降隨后恢復，說明早期na?ve和記憶B細胞的減少是流感疫苗的顯著特征之一。此外，I1期的血漿B細胞高度表達編碼免疫球蛋白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、克隆擴增和V（D）J基因的使用，說明B細胞和漿細胞可能經(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細胞和漿細胞中檢測到了BCR的表達，其中IGHM是表達最多的BCR。有意思的是，在接種疫苗早期，除了漿細胞中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細胞保護反應存在一些差異。

03 T細胞免疫應答表達譜

為了表征疫苗接種前后T細胞的轉(zhuǎn)錄組特征，團隊比較了I1或I2條件與I0條件下CD4+和CD8+ T細胞的表達譜。正如預期的那樣，CD4+和CD8+ T細胞中“病毒信號防御反應”功能顯著組富集，這意味著宿主正在對滅活的流感病毒進行免疫反應。此外，其他參與抗病毒免疫反應的通路（如淋巴細胞激活和T細胞增殖等）均顯著增強?；虮磉_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細胞的細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細胞檢測到TCR表達，其中CD8+T細胞的克隆擴增程度比CD4+T細胞更大，接種前和接種后的T細胞保護反應存在明顯差異。

04 髓系細胞轉(zhuǎn)錄表達特征

研究發(fā)現(xiàn)：pDCs在I2期的百分比僅占所有髓系細胞的2%并表達多個成熟相關(guān)基因；接種疫苗后未發(fā)現(xiàn)巨核細胞（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，表明滅活流感疫苗發(fā)生血栓相關(guān)不良事件的風險較低，流感疫苗接種后的髓系細胞似乎被重塑了。

此外，團隊發(fā)現(xiàn)I1時期炎癥反應基因表達減少而后恢復（I2時期），這表明流感疫苗接種后早期炎癥反應減少，參與炎癥反應的細胞可能是流感疫苗接種后促炎細胞因子的主要來源。巨核細胞中也未觀察到炎癥反應基因和促炎細胞因子基因的表達升高，表明巨核細胞可能不是流感疫苗接種后炎癥相關(guān)反應的促進因素。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。

總的來說，流感疫苗接種可引起多個免疫細胞亞群的整體轉(zhuǎn)錄變化，包括抗體的產(chǎn)生以及B細胞的激活和分化，接種疫苗初期干擾素反應、炎癥反應等生物過程減少隨后逐漸恢復，此外，接種后也未觀察到促炎反應基因和關(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，以上研究為流感疫苗接種的外周免疫應答的細胞圖譜，為了解流感疫苗接種的免疫應答機制提供了新的思路。

原文鏈接：doi: 10.1002/jmv.28174.

圖片源自文獻原文，轉(zhuǎn)載請注明“烈冰生物”

烈冰生物

成立于2010年，專注于單細胞測序領(lǐng)域科研服務(wù)和設(shè)備耗材研發(fā)。自2016年起連續(xù)被評為高新技術(shù)企業(yè)，已獲得6項專利和60+項軟件著作權(quán)，實驗平臺方面，烈冰搭建10x/BD單細胞測序雙平臺、PanoCell單細胞測序平臺、流式分選平臺、Novaseq6000 測序平臺和NovelBrain®生信數(shù)據(jù)分析平臺。

烈冰支持每位科研和醫(yī)務(wù)工作者，致力于研發(fā)創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品、結(jié)合現(xiàn)有一流高通量測序技術(shù)平臺，為用戶提供一流服務(wù)和解決方案，目前已發(fā)表Nature、多篇Nature子刊、Immunity和Gut等國際頂級期刊單細胞測序文章近40篇，助力多種腫瘤、腦神經(jīng)、白血病，Covid-19等等多組織疾病類型的高分文獻發(fā)表！

助力探索生命時空多維度、全方位的動態(tài)變化的生物學信息；助力精準醫(yī)療時代！詳情請訪問

“www.nimdoo.com”