捷报不断，Cytek全光谱流式技术加速新冠前沿进展

近两年来的新冠大流行，向我们证明了感染性疾病大规模爆发对人类健康与经济发展的强大破坏力。全球各研究机构也在疫情爆发第一时间紧急开展新冠研究，通过深度剖析致病机理，精准解析病毒感染下的免疫系统，开发行之有效的诊疗方案。Cytek专利的全光谱分析技术（FSP™️）凭借强大的多色分析性能与灵敏、稳定的数据表现助力科研人员在新冠感染免疫特征、重症预测、免疫记忆、药效评估等多个研究方向取得重要研究成果，以下将对部分代表性研究工作进行综述。

新冠感染中，5%-10%的患者发展为以肺浸润和氧饱和度降低为特征的严重呼吸系统疾病，进而导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、多器官衰竭甚至死亡。了解COVID-19患者呼吸衰竭的病因对确定最佳治疗方案和药理学目标至关重要。

哥伦比亚大学欧文医学中心的Szabo等研究人员发表于Immunity期刊的研究工作中，通过34色全光谱流式细胞术对患者气道和血液样本进行检测，结合单细胞测序与细胞因子分析，实现了新冠患者气道免疫反应的深度解析，并确定T细胞、单核细胞和巨噬细胞在疾病中的关键作用：患者血液中产生大量CD163_hi/HLA-DR_lo单核细胞，而在气道中T细胞被激活并驻留，髓细胞则处于高炎症状态。¹ 华盛顿大学医学院Ellebedy等人对新冠与重症流感患者的免疫反应进行对比，结合循环免疫细胞和细胞因子分析，发现细胞因子风暴综合症（CSS）在中度和重症新冠患者中较少见，而在更多情况下，新冠患者表现出更大程度的免疫抑制。相关工作发表于SCIENCE ADVANCES期刊。²

图1. 气道和全身免疫反应的纵向分析揭示髓样细胞驱动COVID-19严重肺部炎症。¹

面对众多新冠患者，寻找高相关性的重症预测指标，在疾病前期识别具有危重症转化风险的患者，可以在优化医疗资源分别的同时为患者提供更合适的护理，从而降低病死率。

法国Institut Gustave Roussy Cancer Campus的研究人员在发表于Cell期刊的研究工作中，发现新冠重症患者血样中可检测到CD14_LowCD16_High非经典单核细胞的缺失（25色多色分析）和大量钙卫蛋白的释放，并提出将该特征作为新冠重症判定标准的可能。³美国杜克大学Saban等人发表于Cell子刊Med的研究工作中通过36色全光谱流式检测发现CD8+CD161_hi MAIT细胞亚群的比例与患病严重程度呈强相关且在男女患者中存在显著差异。⁴ Becher等人发表于Immunity期刊的研究工作，对重症新冠与普通肺炎患者的血液样本进行了32色免疫分型，结合HLA-Typing技术，发现新冠患者中特异性的T细胞耗竭与早期抗病毒反应能力受损，并指出循环NKT细胞丰度可作为新冠重症预测指标。⁵

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图2. 36色全光谱流式分析精准定位新冠重症相关细胞亚群。⁴
 

关于“新冠康复患者是否会重复感染”以及“新冠疫苗是否有效”的两个问题始终备受关注，其答案对于抗疫方针的制定具有重要意义，多家研究机构也纷纷对新冠感染、疫苗接种后的免疫记忆展开研究。

华盛顿大学医学院发表于Nature期刊的一份研究工作报道了新冠轻度感染即可产生长效免疫保护，该工作采集了19名轻症新冠康复者的骨髓样本，并通过全光谱流式在其中的15份样本中发现了新冠特异的长寿骨髓浆细胞（BMPCs），该细胞类群维持了血液中长期稳定的抗体水平。⁶ 拉霍亚免疫学研究所Crotty发表于Science期刊的研究工作深入分析了新冠康复者记忆B细胞、记忆CD4+/CD8+ T细胞(23色多色分析)及中和抗体，指出95%的受试者在感染后约6个月仍保持免疫记忆。⁷ 中山大学肖海鹏团队在近期的研究工作中对灭活新冠疫苗的免疫保护进行评估，证实了疫苗接种可形成长期保护性免疫记忆，并有趣地发现上午接种疫苗可能得到更佳的保护效果（Cell Research）。⁸ 

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图3. 新冠感染6个月后仍存在免疫记忆。⁷

在加速疫苗研发与接种的同时，全球制药业正全力推进针对COVID-19的各类治疗性药物研发工作。截止至2020年10月，全球已有300余种新冠药物进入临床试验。英国Barts Health的Buckland等人发表于Nature Communications的研究工作报道了一例遗传抗体缺陷（缺乏体液免疫）患者感染新冠后使用瑞德西韦的治疗情况，并为瑞德西韦的有效性提供了关键证据。⁹ 马萨诸塞大学医学院Humphries等人与葛兰素史克合作发表于Science Immunology的研究工作开发了一种双胺苯并咪唑化合物（diABZI-4），该药物可通过刺激IFN信号通路有效抑制新冠病毒感染。¹⁰ 两份研究中均使用Cytek Aurora全光谱流式细胞仪辅助药效评估。

图4. diABZI-4通过激活IFN信号通路抑制新冠感染。¹⁰

参考文献：

1.Szabo P A, Dogra P, Gray J I, et al. Longitudinal profiling of respiratory and systemic immune responses reveals myeloid cell-driven lung inflammation in severe COVID-19[J]. Immunity, 2021.

2.Mudd P A, Crawford J C, Turner J S, et al. Distinct inflammatory profiles distinguish COVID-19 from influenza with limited contributions from cytokine storm[J]. Science advances, 2020.

3.Silvin A, Chapuis N, Dunsmore G, et al. Elevated calprotectin and abnormal myeloid cell subsets discriminate severe from mild COVID-19[J]. Cell, 2020.

4.Chen Y, Littleton S, Giroux N S, et al. Mucosal Associated Invariant T (MAIT) Cell Responses Differ by Sex in COVID-19[J]. Med, 2021. 

5.Kreutmair S, Unger S, NG Núez, et al. Distinct immunological signatures discriminate severe COVID-19 from non-SARS-CoV-2-driven critical pneumonia[J]. Immunity, 2021.

6.Ellebedy A, Turner J, Kim W, et al. SARS-CoV-2 infection induces long-lived bone marrow plasma cells in humans[J]. Nature. 2021. 

7.Dan J M, J Mateus, Yu K, et al. Immunological memory to SARS-CoV-2 assessed for up to 8 months after infection[J]. Science. 2021. 

8.Zhang, H., Liu, Y., Liu, D. et al. Time of day influences immune response to an inactivated vaccine against SARS-CoV-2[J]. Cell Res., 2021.

9.Buckland M S, Galloway J B, Fhogartaigh C N, et al. Treatment of COVID-19 with remdesivir in the absence of humoral immunity: a case report[J]. Nature Communications, 2020.

10.Humphries F, Shmuel-Galia L, Jiang Z, et al. A diamidobenzimidazole STING agonist protects against SARS-CoV-2 infection [J]. Science Immunology, 2021.