在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发现针对SARS-CoV-2感染的三种不同的免疫反应，这可能有助于预测重症COVID-19患者的疾病轨迹，并可能最终为如何最好地治疗他们提供信息。相关研究结果于2020年7月15日在线发表在Science期刊上，论文标题为“ Deep immune profiling of COVID-19 patients reveals distinct immunotypes with therapeutic implications ”。
图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abc8511。
论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院系统药理学与转化治疗学系主任E. John Wherry博士说，“对于住院的COVID-19患者，免疫系统的反应方式并不只有一种。有很多异质性，我们将其归纳为我们所说的三种‘免疫型（immunotype）’。我们希望我们可能真地能够根据临床数据预测，或者至少推断出患者具有的不同免疫模式。这将使我们能够开始考虑让患者参加不同类型的临床试验。”
这种冠状病毒会引发重症患者不同的免疫反应和症状，但是人们对这两者如何对应起来仍知之甚少，这就使得治疗决策更加困难。
虽然最近的研究已揭示了针对这种病毒的免疫反应的细节，但大多数都是单例报告或集中在一小部分人身上。据这些作者所知，这是首个提供大量住院患者综合免疫谱的研究。
这些研究人员应用深度免疫分析技术，来捕捉163名患者在感染过程中的个体反应。这项研究纳入90名在宾夕法尼亚大学医院治疗的住院患者、29名非住院患者和44名没有感染SARS-CoV2的健康供者。不同组间的免疫反应存在不同，但有一些模式具有临床前景。
第一种免疫型具有较强的CD4+ T细胞活性，以及适度活化的CD8+ T细胞和外周血淋巴细胞。作为主要的炎症免疫细胞，CD4+ T细胞和CD8+ T细胞可用于清除病毒。第二种免疫型的主要特点是一部分称为EM细胞和EMRA细胞的CD8+T细胞，以及CD8+ T细胞、记忆B细胞和外周血淋巴细胞的适度活化。第三种免疫型几乎没有显示出对这种感染作出免疫反应的证据。
接下来，这些研究人员将这种深度免疫分析与临床数据相结合，以了解免疫反应与疾病之间的关系 。 第一种免疫型与更严重的疾病相关，包括炎症、器官衰竭和急性肾脏疾病。第二种免疫型与疾病严重程度无关，而是与先前存在的免疫抑制和死亡率有关。第三种类型，没有免疫激活，与特定的症状或临床特征无关，尽管它们有所不同。
Wherry及其团队开发的这些免疫型代表了适应性免疫反应。来自宾夕法尼亚大学研究人员的第二项研究揭示了关于针对SARS-CoV-2的先天性反应的新细节。相关研究结果近期发表在Science Immunology期刊上，论文标题为“Comprehensive mapping of immune perturbations associated with severe COVID-19”。
第二项研究的共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院微生物学教授Michael R. Betts博士（也是第一项研究的共同通讯作者）说，“T细胞和B细胞的活性是由先天免疫反应决定的。我们相信免疫系统的先天反应可能是导致Wherry实验室确定的这三种免疫型的原因。”
这些研究人员对42名感染患者（中度和重度疾病）和12名健康供者的血液样本进行了分析，发现免疫适应性反应具有类似的异质性：CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、B细胞以及外周血细胞（如中性粒细胞、单核细胞和自然杀伤细胞）的强劲激活。
虽然先天性反应也是异质的，但是这些研究人员观察到，在疾病较严重的患者中，中性粒细胞表面上的CD15和CD16分子减少，自然杀伤细胞（NK）、未成熟粒细胞和单核细胞表面上的CD16分子减少。这两个分子已知在免疫系统对病毒感染的反应中扮演着重要角色，也是免疫治疗的潜在靶标。它们如何驱动和加剧这三种免疫型中的适应性反应，是科学家们正在努力更好理解的一个重要问题。
随着COVID-19研究以前所未有的速度进行，科学家们联合起来寻找答案。在众多的努力中，宾夕法尼亚大学组建了来自不同背景的实验室和临床研究团队，以加强对免疫系统的关注，并与COVID处理部门一起管理待分析的标本。
宾夕法尼亚大学心血管研究教授Jonathan A. Epstein博士说，“了解免疫系统调节对疾病作出反应的力量是过去十年医学的重大进展之一，宾夕法尼亚大学一直处于引领这一发现的中心。我们如今正在将我们200多人的免疫学团队的广泛专业知识和经验应用于COVID-19的研究和治疗。这些研究人员在第一项研究中采用的深度免疫分析技术不仅对如今的这种疾病有用，而且在未来对许多其他疾病都可能有用。”
