プロテオミクス解析により、循環免疫細胞における COVID-19 の重症度に関連する新しい表現型が特定説(推定)される

Study: Proteomic analysis of circulating immune cells identifies novel cellular phenotypes associated with COVID-19 severity. Image Credit: CROCOTHERY/Shutterstock


medRxiv* プレプリント サーバーに投稿された最近の研究では、研究者はプロテオミクス解析を使用して、2019 年の重度のコロナウイルス病 (COVID-19) に関連する新しい免疫細胞の表現型を特定説(推定)しました。 さらに、彼らは進行性疾患における累積的な免疫細胞の調節不全を(´・ω・`)ました。

研究: 循環免疫細胞のプロテオーム解析により、COVID-19 の重症度に関連する新しい細胞表現型が特定説(推定)されます。 画像著作権: CROCOTHERY/Shutterstock

バックグラウンド

C 反応性タンパク質 (CRP) や D ダイマーなどの血清タンパク質は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) 感染患者の非特異的で限られた予後予測の洞察を提供します。 したがって、末梢血単核細胞 (PBMC) の総膜プロテオームおよび原形質膜プロテオームの偏りのない分析が必要です。 この演習は、COVID-19 の進行に関連する新しい細胞表現型の発見につながる可能性があります。 これらのマーカーを使用して、臨床医は患者をリアルタイムで評価し、早期の治療介入を通じて患者固有の免疫病理を軽減できます。

ほとんどの場合、体はSARS-CoV-2クリアランスを達成する効果的な免疫応答を開始し、症状がないか軽度であることは注目に値します. しかし、重度の疾患を経験した人は、インターロイキン-6 (IL-6) や腫瘍壊死因子 (TNF) などの高い炎症性因子を特徴とする過活動免疫応答を開始します。 結果として生じる組織の損傷と血栓症は、急性呼吸窮迫症候群、臓器不全、および死につながります。

研究について

現在の研究では、研究者は、急性 SARS-CoV-2 感染症の健康な数人とワクチン未接種の 33 人の個人から血液サンプルを収集し、COVID-19 重症度のスペクトルにまたがる末梢血単核細胞 (PBMC) を回収しました。 さらに、同じドナーからのリボ核酸配列決定 (RNA-seq) とフローサイトメトリー (FC) のデータを組み合わせて、COVID-19 の重症度レベルごとに包括的なマルチオミクス プロフィールァイルを定義しました。

調査結果

主な研究結果は、疾患の重症度が増加するにつれて、複数の免疫細胞によって発現されるいくつかのタンパク質の進行性のアップレギュレーションでした。たとえば、分化クラスター (CD4+) T 細胞および非古典的単球です。 現在の研究では、PBMC プロテオーム プロフィールァイルは軽度から重度の COVID-19 への進行中に著しく変化し、以前の全血トランスクリプトームおよび血漿プロテオーム研究の観察結果と一致しています。 さらに、研究者らは、重度のCOVID-19の間にアップレギュレートされた細胞タンパク質の中で、微生物防御に関連する用語が非常に有意に豊富であることを観察しました。

患者のメタデータは、COVID-19 免疫病理学を推進する敗血症様状態の出現を記録しています。 さらに、IFIT や Mx ファミリーなどの標準的なインターフェロン刺激遺伝子 (ISG) の選択的なアップレギュレーションが、軽症の患者で観察されました。 特に、チームは、より広いコホートの時間正規化されたトランスクリプトーム分析から研究サンプルを取得しました。 これらのサンプルの分析は、重症の COVID-19 患者から採取された、発症後比較的早期に収集された PBMC も、インターフェロン刺激遺伝子 (ISG) 発現のアップレギュレートを示し、その後減少したことを示唆しました。

研究者らは、感染の初期段階でサンプリングされたドナーについても同様の傾向を観察しました。 原形質膜 PBMC プロテオーム プロフィールァイリングにより、免疫調節機能を持つ以下のタンパク質の発現が上方制御されていることが確認されました。

i) 癌胎児性抗原関連細胞接着分子 (CEACAM) ファミリー メンバー 1、6、および 8。これらの免疫グロブリン (Ig) 様表面糖タンパク質は、一連の細胞型に存在します。 それらは、複数の細胞プロセス (例えば、細胞接着) に関与する結合タンパク質と同種親和性および異好性相互作用を形成します。

ii) CD177、好中球マーカーとみなされるグリコシル-ホスファチジルイノシトール (GPI) 結合表面糖タンパク質。

iii) 血小板および T 細胞の活性化と顆粒球の脱顆粒のバイオマーカーである CD63。

iv) CD89、好中球および単球に発現する結晶性 (Fc) 受容体のフラグメントであり、IgA 免疫複合体および CRP に結合し、細胞活性化およびサイトカイン放出を開始します。 また、細菌性敗血症と闘います。

興味深いことに、CD4+ T 細胞で同時に発現した場合、CEACAM 6 および 8、CD177 および CD89 の発現は、独特の表現型を表します。 CD177 の発現は、感染時の重要な組織への移行と細胞の活性化を促進する可能性があります。 興味深いことに、CD89 のアップレギュレーションは細菌性敗血症に関与しています。 したがって、重度の COVID-19 の間に CD4+ T 細胞集団で、標準的ではないが同様の表現型も発生する可能性があります。

さらに、研究者らは、重度の COVID-19 患者の血小板表現型に明らかな変化が見られ、活性化 CD61+CD62P+ および非活性化 CD61+CD62P- 血小板の両方が大幅に増加し、CD63 の発現がアップレギュレートされていることを観察しました。

研究者らはまた、CD177、CD89、および CEACAM 1、6、および 8 を高レベルに同時アップレギュレートする CD62P 血小板集団を特定説(推定)しました。 血小板、単球、および好中球でのこれらの因子の発現は、細胞間接触と血栓凝集の形成を促進するメカニズムを表している可能性があります。 さらに、抗原特異性に関係なく、CD4 + T細胞集団は、重度のCOVID-19における免疫調節不全の別の例を構成する可能性があります. 以前の報告と一致して、研究データは骨髄コンパートメントの障害を示し、その表現型は、CD16 + CD14-細胞の小さな集団でCEACAM 1、6、および8の顕著なアップレギュレーションを示し、CD14 + CD16-細胞でCEACAM8を示しました。

最後に、研究データは、重度の COVID-19 中の機能不全の免疫抑制環境に関連する、未熟な低密度好中球前駆体または前好中球 (LDN) の存在量の増加を示しました。 LDN は、成熟した対応物とは異なり、密度勾配分離中に PBMC と共に移行します。 また、それらは通常、緊急骨髄造血を介して感染、敗血症、および自己免疫状態の際に放出されます。 (´・ω・`)ると、観察された血小板上の CEACAM ファミリーメンバーと CD177 のアップレギュレートされた発現、および古典的および非古典的な単球上の CEACAM 発現は、病的な血小板 – 単球凝集体の形成の別のメカニズムを表している可能性があります。

結論

この研究は、重度のCOVID-19の間に循環免疫細胞組成の顕著なリモデリングを示しました。 重度の COVID-19 を患っている、または発症している個人で特定説(推定)された新しい細胞表現型を認識することは、COVID-19 免疫病理学を促進するメカニズムの理解を広げるための新しい道を開く可能性があります。 ただし、それらの予後的価値と長期にわたる COVID 症状への関与の可能性を判断するには、さらに縦断的な研究が必要です。

*重要なお知らせ

medRxiv は、査読されていない暫定的な科学レポートを公開しているため、決定的なものと見なしたり、臨床診療/健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱ったりするべきではありません。



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