原文题目为：A single-cell atlas of the peripheral immune response in patients with severe COVID-19
目前全球已有300多万人感染COVID-19，迫切需要进一步了解其病理生理学特征。约20%的COVID-19患者可发展为重型，约5%的患者需要重症监护。其中重型与外周免疫活动的改变如由一种炎症单核细胞所产生的促炎细胞因子水平升高、淋巴细胞减少以及T细胞耗竭有关。为了阐明在重型新冠肺炎中与外周免疫细胞相关的免疫病理通路或保护性免疫通路,该团队应用单细胞RNA测序技术(scRNA-seq)描绘了六位健康对照及七位COVID-19住院病人的外周血单核细胞图谱，七位住院病人中有四位病人患有急性呼吸窘迫综合征。他们鉴定出了COVID-19病人外周免疫细胞表型的重构，包括干扰素刺激基因的异质性、HLA II的下调以及在需要机械通气的急性呼吸衰竭患者中发现了一类与浆母细胞密切相关的中性粒细胞群体。更重要的是，该团队发现外周血单核细胞和淋巴细胞并没有表达大量的促炎细胞因子。总的来说，他们提供了对于重型COVID-19外周免疫反应的细胞图谱。
结果
重型COVID-19的外周免疫细胞的单细胞转录图谱
该团队对七例COVID-19住院患者的八份外周血标本，以及六个健康对照的的六分外周血标本进行了单细胞RNA测序。基于Seq-Well platform技术，共获得44721个细胞，平均每个样本细胞数目为3194。在校正读取深度以及线粒体读取计数后，我们获得了细胞-基因表达矩阵，并且通过UMAP进行主成分分析，共获得30个细胞群，进一步分析每个细胞群的高表达差异基因并分别进行标记。降维分析表明COVID-19患者和对照组之间存在显著的表型差异，主要体现在单核细胞，T细胞和自然杀伤细胞。
量化COVID-19驱动的细胞类型比例变化以及全新中性粒细胞亚群的发现
在COVID-19患者中，有几种天然免疫细胞亚群被耗尽，包括: γδT细胞、浆细胞样树突细胞(pDCs)、传统树突状细胞(DCs)、CD16 单核细胞和NK细胞，后三种细胞类型仅在ARDS患者的样本中被显著耗尽。我们还注意到COVID-19患者血浆抗体比例增加;这些水平在ARDS患者中最高，提示更严重的病例可能与更强的体液免疫反应有关。同时我们发现COVID-19患者外周血浆的浆母细胞并未表达特异性的免疫球蛋白V基因。
我们发现这种新的中性粒细胞亚群仅在ARDS患者中显著增加。这些细胞表达一些编码中性粒细胞颗粒蛋白的基因(例如，ELANE, LTF和MMP8)，但不表达编码传统中性粒细胞标记的基因如FCGR3B和CXCR2。并在UMAP中与浆细胞占据相似的空间，而不是传统的中性粒细胞。此外，它们还包含表达CEACAM8、ELANE和LYZ的细胞，与最近描述的中性粒细胞祖细胞相似，这提示这些细胞代表了不同发育阶段的中性粒细胞
对单核细胞进行进一步降维分析
对单核细胞的进一步分析发现：CD14 单核细胞的表型发生明显改变，CD16 单核细胞数目显著减少。我们首先分析了编码炎性细胞因子的基因的表达。有文献曾提出这些炎性细胞因子是由COVID-19病人外周单核细胞所产生。值得注意的是，我们并没有发现编码促炎细胞因子基因如TNF、IL6、IL1B、CCL3、CCL4或CXCL2在外周单核细胞中的大量表达(图2c)，这表明外周单核细胞并没有参与COVID-19中我们所假定的细胞因子风暴。
确定COVID-19样本中引起免疫细胞表型变化的基因
我们将每个COVID-19样本的细胞与所有健康对照细胞进行对比以确定差异表达基因、通路、上游调节分子。与健康对照相比，至少6个COVID-19样本中，8个编码HLA II类分子的基因被下调，这与其他研究是一致的。通过对单个细胞中所有HLA ii类编码基因表达水平的评分显示，这种下调在所有COVID-19患者中均显著，但在呼吸机依赖患者中可能更为明显。HLA II类下调在不同的基因调控通路中得以体现，包括树突状细胞和自然杀伤细胞之间的相互作用减少。HLA II 的下调在B细胞中也得以体现，下调程度在老年人中更为明显。非经典的HLA I类基因HLA-E和HLA-F在几个样本中也有所下调，但传统的HLA I基因HLA-A HLA-B HLA-C 的表达水平没有明显变化。
此外, 在至少一个COVID-19样本中，32种干扰素(IFN)刺激基因ISGs有明显上调。我们发现高的ISG表达水平与辅助通气或ARDS无关，但ISG表达水平与年龄呈正相关，与上一次发热间隔时间呈负相关。
对COVID-19样本中T细胞及NK细胞的分析以及浆母细胞与中性粒细胞细胞表型连续性的发现
总的来说，该团队使用单细胞转录组测序技术来描述严重COVID-19患者的外周免疫反应。观察到急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者SARS-CoV-2感染的免疫细胞组成和表型以及重症COVID-19的免疫学特征发生了显著变化。这项工作为了解重症COVID-19的外周免疫提供了资源，并为COVID-19免疫学研究和治疗发展提供了新的方向。
