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COVID-19研究成果发表《Cell》,Cytek光谱流式功不可没!

Cytek Biosciences发布时间:2020/09/17 11:30 点击: 加载中..

许多研究指向,在由SARSCoV-2引起的2019冠状病毒病(COVID-19)中,已知血液中髓系细胞存在异常调节,但尚不清楚先天性髓细胞反应是否与疾病严重程度相关,以及先天性免疫标记是否能帮助临床医生区分高危患者。


法国国家健康与医学研究院Aymeric Silvin等研究者,利用高维流式细胞术(光谱流式)和单细胞RNA测序等技术,对COVID-19患者的外周血细胞进行了一系列检测,最终证明,钙卫蛋白的升高和非典型单核细胞的下降/丢失可鉴别重症COVID-19患者。相关研究成果于2020年8月5日在线发表在《细胞》杂志上。1


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研究者通过对158例患者(86例COVID1-9患者和72例对照组)进行非干预性研究,发现在重症COVID-19患者中,存在CD14LowCD16High非典型单核细胞的消失,及HLA-DRLow典型单核细胞的积聚,并释放大量的钙卫蛋白(S100A8 / S100A9)。重症患者的血液和肺部,也积累了具有免疫抑制作用的不成熟的CD10LowCD101-CXCR4+/-中性粒细胞,提示患者有应急性骨髓增生。最后,研究者还发现血浆钙卫蛋白水平以及非典型单核细胞的降低的可以区分严重的COVID-19患者,并提示了这些指标具有预测性价值,建议可通过前瞻性研究进一步评估。(图1)


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图1-COVID-19患者(轻症vs.重症)外周血髓系细胞和钙卫蛋白的改变



为了探索SARS-CoV-2感染引起的循环免疫细胞的表型变化,研究者首先对一个队列(25名患者)的外周血样本进行了检测分析。队列包括13名经RT-PCR确诊的COVID-19患者(5名轻症和8名重症),和12名对照。研究者利用全光谱流式细胞术(Cytek Aurora),对25个外周血细胞表面标记抗体(25参数)进行检测(图2),检测标记为:CD130/GP130, HLA-DR, CD40, CD101, CD64, CD3/CD56, CD45, CD16, CD19, FcεRI, CD4, CD14, CD117 (ckit), CD8, CD38, CD95, CD11b, CD66b, CD181/CXCR1, CD163, CD10, CD126/IL-6Rc, CD284/TLR4, CD15, CD195/CCR5。

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图2-光谱流式检测流程示意图



初步检测结果提示,SARS-CoV-2 会引起患者外周血中单核细胞和中性粒细胞亚群相对丰度的改变,重症患者出现CD14LowCD16High非典型单核细胞的丢失,典型单核细胞HLA-DR表达下调,中性粒细胞CD101和CD10表达下调等特征。(图3)

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图3-光谱流式初步研究结果展示



在随后的scRNA-seq检测发现,血细胞亚群的CD37, CD63 (LAMP3), CD169 (SIGLEC-1), 和CD184 (CXCR4)等生物标记,在COVID-19患者轻症和重症患者中相对比例有所不同。这一发现促使研究者在原检测方案中添加了针对这些蛋白的抗体,并将新的光谱流式方案应用于90名独立验证队列患者的样本。该队列包括48名对照病例和42名COVID-19阳性患者(16名轻症和26名重症)。结果提示,重症COVID-19患者会出现一过性非典型单核细胞频率的下降,稳定的HLA-DRLowCD141+典型单核细胞频率的下降,及CD10LowCD101-CXCR4+/-未成熟中性粒细胞的显著增加。(图4) 

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图4-光谱流式进一步研究结果展示



综上,经过系列检测,研究者最终证明血浆钙卫蛋白水平以及非典型单核细胞的降低可以帮助临床医生提前预判高危患者。尽管研究中使用了很多不同的检测技术,如光谱流式细胞术,scRNA-seq,  RT-PCR, 细胞因子及趋化因子检测等,但在其初期的小样本探索性研究(25参数光谱流式方案)及后期扩大样本的进一步研究(添加更多指标的高参数方案)中,均采用了全光谱流式细胞术,并获得了对研究有决定性意义的结果。可见光谱流式技术在免疫细胞的深入研究中有着无可替代的重要作用。


本研究中使用的光谱流式细胞仪是Cytek Aurora全光谱流式细胞仪(图5),采用专利的光学接收模块来获取全光谱信号,配合独特的数据解析技术,赋予了流式细胞术更高的灵活性和强大的复杂问题解决能力,使得更为深入的科学研究与探索成为可能。

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