2022年3月29日，北京博奧晶典生物技術(shù)有限公司合作解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學中心感染病醫(yī)學部、國家感染性疾病臨床醫(yī)學研究中心王福生院士團隊與北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心（BIOPIC）、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心（ICG）、生命科學學院白凡教授團隊的研究人員在?Cell Discovery（IF: 10.834）發(fā)表了基于單細胞轉(zhuǎn)錄組測序和單細胞 TCR 測序技術(shù)揭示慢性 HIV 感染者 T 細胞動態(tài)變化及 ART（抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療）?治療影響的研究成果。該研究采用單細胞多組學技術(shù)和流式細胞熒光分選技術(shù)，全面分析了慢性 HIV 感染期間 T 細胞亞群的免疫學特征和變化。本研究中 10x Genomics 單細胞多組學測序由博奧晶典提供。

【發(fā)表期刊】Cell Discovery

【發(fā)布時間】2022年3月29日

【影響因子】10.834

【發(fā)表單位】中國人民解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學中心&北京大學

研究背景

人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV）的感染是全球范圍內(nèi)一個重要的公共衛(wèi)生問題。人體感染 HIV 后如果不加干預，最終會發(fā)展為艾滋?。ˋIDS，即獲得性免疫缺陷綜合征）。在 HIV 感染過程中，CD4+?T 細胞是 HIV 攻擊的主要靶細胞，而 CD8+?T 細胞是發(fā)揮抗病毒作用的主要細胞。已知 CD4+?T 細胞數(shù)量的減少和 CD8+?T 細胞功能的紊亂在 AIDS 進展中起著非常重要的作用，但 T 細胞由許多高度特化的具有不同免疫功能的亞群組成，HIV 感染后不同亞群分別產(chǎn)生怎樣的變化值得深入探究。

研究思路

主要結(jié)果

1、?HIV 感染和 ART 治療后 T 細胞的轉(zhuǎn)錄圖譜構(gòu)建

該研究分別富集了來自 4 名健康個體（HD 組）和 14 名慢性 HIV 感染者外周血中的CD4+?T 和 CD8+?T 細胞，慢性 HIV 感染者包括 9 個來自未經(jīng)治療的 HIV 感染者的樣本（TP 組）和 8 個接受 ART 治療后的樣本（ART 組），其中 3 名感染者提供了 ART 治療前后匹配的樣本（圖1）。結(jié)合單細胞轉(zhuǎn)錄組以及免疫組學數(shù)據(jù)，研究人員深度解析了慢性 HIV 感染和 ART 治療后 T 細胞的轉(zhuǎn)錄圖譜（圖1）。

2、HIV 感染和 ART 治療后 T 細胞的細胞組成和功能狀態(tài)的動態(tài)變化

研究人員發(fā)現(xiàn)，HIV 感染者外周血中 CD4+?Naive 和 CD8+?Naive 細胞顯著下降，具有高細胞毒性和克隆擴增的 CD4+?T 和 CD8+?T 細胞亞群顯著增加；ART 治療后，效應型 T 細胞相對數(shù)量減少，同時 CD4+?Naive 和 CD8+?Naive 細胞的數(shù)量有所回升，但無法恢復到健康人的水平和狀態(tài)。重要的是，本研究發(fā)現(xiàn)一群高表達 GNLY 基因的效應型 CD4+?T 和 CD8+?T 細胞，這些細胞在 ART 治療后，不同于其他效應型 T 細胞，其相對比例不降反升。差異基因分析及功能富集分析等顯示在 HIV 感染及 ART 治療后不同 T 細胞亞群具有不同給的分子表達特征（圖2-3）。

3、高表達 GNLY 的 T 細胞在慢性 HIV 感染者中的臨床意義

研究者利用基于 T 細胞組成的層次聚類方法，將樣本分成對應不同臨床結(jié)果的三組（圖4）。值得注意的是，ART 治療后的 HIV 感染者被分成了免疫響應良好和不良的兩組。通過進一步擴大 ART 治療隊列（10 例 INR& 10 例 CR）發(fā)現(xiàn)，CD4+?Effector-GNLY 和 CD8+?Effector-GNLY 細胞的比例同 HIV 感染者 ART 治療后較差的免疫重建狀態(tài)相關(guān)（圖4）。

研究意義

該研究深度解析了慢性 HIV 感染者外周血中 T 細胞亞群組成和狀態(tài)的動態(tài)變化及 ART 治療的影響，為臨床診斷和科學研究提供了豐富的資源，有助于更好地了解慢性 HIV 感染期間的免疫反應，啟發(fā)新的治療思路。

參考文獻

Wang,XM., Zhang, JY., Xing, X. et al. Global transcriptomic characterization of Tcells in individuals with chronic HIV-1 infection. Cell Discov 8, 29 (2022).https://doi.org/10.1038/s41421-021-00367-x.