新冠病毒免疫研究|naica®数字PCR助力解析急性SARS-CoV-2感染过程中不同系统和黏膜的免疫反应

法国巴斯德研究所发表高分文章（NATURE IMMUNOLOGY，IF:25.6），使用法国Stilla Technologies公司naica^®微滴芯片数字PCR系统和艾普拜生物Apexbio新冠病毒数字PCR检测试剂盒量化血浆中新冠病毒载量。

南非于11月24日发现的新冠新变种Omicron（奥密克戎）再次引起了人们对新冠病毒的关注，奥密克戎最特殊的地方在于其在RBD(受体结合域)有15个突变位点之多，而Delta只有2个，以免疫逃逸能力著称的Beta也不过3个，这是对现有治疗方案和疫苗方案的严峻挑战，之前广受关注的再生元中和抗体组合疗法已经宣布对Omicron无效，这些事实表明我们需要对新冠病毒所产生的病理和免疫反应有更加深入的了解，以帮助我们战胜疫情。

近日，法国巴斯德研究所的科学家运用naica^®微滴芯片数字PCR系统、细胞因子检测等技术，在NATURE IMMUNOLOGY（IF：25.6）上发表了一篇系统性分析新冠病毒进入人体后免疫反应的文章，并对微生物群落与新冠病毒之间的潜在关系进行了探索，进一步解开人体对新冠病毒的免疫特性。

应用亮点

1.naica^®微滴芯片式数字PCR系统检测血浆中新冠病毒载量，并确认与病程相关

2. 不同组织中的新冠病毒载量与症状程度并不完全一致

3.鼻微生物组影响COVID-19患者的局部黏膜和全身免疫反应

SARS-CoV-2感染后不同人之间的临床表现差异极大，从无症状或轻微症状到可发展为急性呼吸窘迫综合征的严重肺炎都有出现，这种疾病进展相关的病理生理学调控机制的差异与病毒感染本身、宿主免疫反应、宿主共病或这些不同因素的组合的关系仍然未知。为了了解这一过程，本文对急性感染的不同临床表型的COVID-19患者进行检测，包括鼻咽拭子和血浆样本中的SARS-CoV-2刺突特异性抗体、细胞因子、病毒载量和细菌群落进行了综合分析。

对血浆及鼻咽部进行抗体检测的结果表明感染后人体会对SARS-CoV-2刺突蛋白产生很强的局部和全身体液反应。对COVID-19患者的46种不同细胞因子反应进行了分析的结果表明，细胞因子的反应是分区的。抗体与细胞因子这种明显的差异是否是由于病毒载量的差异直接导致的？对血浆样本中的病毒载量检测使用naica^®微滴芯片数字PCR方法，Apexbio新冠病毒数字PCR检测试剂盒，鼻咽部病毒载量使用qPCR方法进行检测。

患者局部粘膜（鼻咽部）和全身（血浆）的病毒载量均有所增加(图1a)，但相关性不强(图1b)。血浆病毒载量随着疾病严重程度的增加而增加，但鼻咽病毒载量在很大程度上与临床表现无关(图1a)，

对病毒载量、细胞因子和抗体反应特征进行了多维标度(MDS)和相关矩阵（图1c，图2a）分析，发现病毒载量与系统性炎症反应(IL-6、TNF和CCL19)和监管细胞因子(IL-10和IL-1RA)呈正相关，但与抗病毒干扰素(IFN-α2)无关，这与此前报道的SARS-CoV-2诱导过度炎症以及干扰素反应可在初始感染中发挥控制作用相一致。血浆病毒载量与伪中和活性的定位不同(与血浆的刺突特异性IgG和IgA形成一个簇;图1 c)。

病毒载量与病毒特异性抗体反应呈弱正相关（图2a），表明系统病毒载量在驱动刺突特异性体液免疫中发挥作用。而鼻咽部的MDS投影却明显不同。病毒载量与刺突特异性IgG和IgA反应密切相关。但病毒载量与任何炎症或调节细胞因子均不相关，却与IL-33、CSF3和IFN-γ呈强负相关(图1e，图2)。这些细胞因子在患者中减少，这可能与SARS-CoV-2感染有关。

图1：SARS-CoV-2抗病毒免疫反应在局部和系统上存在差异。a，通过数字PCR评估血浆病毒载量，通过RT-PCR评估鼻咽拭子中病毒载量，以相对拷贝数(cp) / ml表示;N = 61(左)和N = 42(右)。b，血浆中的病毒载量与鼻咽部的相关图。c,e, MDS预测血浆(细胞因子，抗体和血浆病毒载量;C)和鼻咽部(细胞因子、抗体和鼻腔病毒载量;e).虚线代表最相关的分析物。

图2：SARS-CoV-2抗病毒免疫反应具有局部和系统特异性。不同组织的免疫相关矩阵(a)全身系统(血浆细胞因子，血浆抗体，血清病毒中和，血液病毒载量)，(b)鼻咽部（鼻腔细胞因子，鼻腔抗体，鼻腔病毒中和，鼻腔病毒载量)

通过对鼻咽部共生菌群的分析发现，SARS-CoV-2感染与鼻咽细菌群落的干扰以及伴随的COVID-19危重型患者的生物失调相关。本文研究结果揭示了鼻咽免疫和全身免疫之间的不同反应，且重症COVID-19对鼻咽细胞因子和微生物组有强烈影响。这些结果为SARS-CoV-2感染患者的管理提供了新的策略。

期刊名： NATURE IMMUNOLOGY

影响因子：25.6

法国巴斯德研究所是世界上最著名的研究所之一，成立130余年来一直走在世界科技前沿，是微生物学、免疫学、传染病学等学科的起源地，曾开发出狂犬病疫苗、天花疫苗、流感疫苗、黄热病疫苗等多个造福人类的疫苗产品，并培养了10名诺贝尔奖生理学或医学奖获得者，实现研究、教育、健康、创新“四位一体”的研究机构。

法国巴斯德所（巴黎总部）

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