Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19

文章對13例感染SARS-CoV-2患者支氣管肺泡灌洗液（BALF）樣本的單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，其中包括6例重癥感染患者樣本，3例中癥感染患者樣本，3例健康對照樣本，另GSM3660650中包含了1例健康對照樣本。

聚類分析得到31個不同的細(xì)胞群，包括macrophages (CD68), neutrophils (FCGR3B), myeloid dendritic cells (mDCs) (CD1C,?CLEC9A), plas- macytoid dendritic cells (pDCs) (LILRA4), natural killer (NK) cells (KLRD1), T cells (CD3D), B cells (MS4A1), plasma cells (IGHG4) and epithelial cells (TPPP3,?KRT18)。從各類細(xì)胞的分布來看，巨噬細(xì)胞的分布表現(xiàn)出分組差異性，重癥病人相比于輕癥病人具有更高比例的巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。

對巨噬細(xì)胞進(jìn)行了重新聚類，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞可以分為四組：組1?FCN1hi，組2 FCN1loSPP1+，組3 SPP1+，組4 FABP4+。 組1表達(dá)外周單核樣細(xì)胞marker（S100A8，F(xiàn)CN1，CD14），組2高表達(dá)各種趨化因子（CCL2，CCL3，CXCL10），這兩組細(xì)胞都表現(xiàn)出M1極化樣。組3表達(dá)免疫調(diào)節(jié)基因（A2M，GPR183，CCL13）和促纖維化基因（TREM2，TGFB1，SPP1），說明這是一群具有修復(fù)性和促纖維化的細(xì)胞。組4表達(dá)肺泡巨噬細(xì)胞基因（FABP4，APOC1，MARCO）和脂質(zhì)代謝基因，且主要在健康與中癥病人樣本中。使用SCENIC分析了各組細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子，組1和組2（NFκB，STAT1，STAT2，IFN），組3（TFEB，NR1H3，PPARA，CREB1），組4（PPARG，CEBPB）。以上結(jié)果說明在重癥病人肺部存在高度促炎性的巨噬細(xì)胞群體。

研究發(fā)現(xiàn)重癥病人樣本中CD8 T細(xì)胞比例較低而增殖性T細(xì)胞比例較高。進(jìn)行了單個T細(xì)胞TCR測序分析，發(fā)現(xiàn)在中癥病人樣本中克隆擴(kuò)增的T細(xì)胞分布更加集中，說明這些T細(xì)胞具有轉(zhuǎn)錄同質(zhì)性；而重癥病人T細(xì)胞分布更加彌散，說明具有轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性。總的來看，重癥病人的T細(xì)胞克隆擴(kuò)增較少，更具增殖性，且表型更加特異；而中癥病人的T細(xì)胞克隆擴(kuò)增更多，且具有更高的組織駐留基因表達(dá)。

對不同病人BALF中炎性因子的表達(dá)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)重癥病人具有更高的炎性細(xì)胞因子表達(dá)（Il6，Il8，Il1β）。測序數(shù)據(jù)顯示，重癥病人巨噬細(xì)胞中具有更高的趨化因子表達(dá)（CCL2，CCL3，CCL4，CCL7）。分析了細(xì)胞間的相互作用，發(fā)現(xiàn)重癥病人肺部巨噬細(xì)胞通過CCR1，CXCR2招募單核和中性粒細(xì)胞進(jìn)而形成局部炎癥，輕癥病人巨噬細(xì)胞通過CXCR3，CXCR6招募多種T細(xì)胞。