在1918年-1919年的大流行中，全世界至少有2000万～4000万人死于流感...时至今日，流感病毒的频繁变异和不定期的卷土重来仍对全球公共卫生构成威胁，及时接种流感疫苗是控制流感病毒蔓延的最有效的公共卫生战略之一。然而现阶段，包括流感疫苗在内，研究者对接种疫苗后的机体免疫学特征尤其是单细胞免疫特征仍旧知之甚少。

近日，烈冰生物合作伙伴首都儿科研究所实验中心王毅主任团队在Journal of Medical Virology（IF=20.693）发表题为Influenza vaccination features revealed by a single-cell transcriptome atlas的文章，团队应用单细胞测序系统的研究了流感疫苗接种后外周免疫应答的细胞图谱。

烈冰生物参与了本研究中的单细胞测序工作，下面一起来了解下本文的研究思路和成果吧~

6名健康参与者，分别在接种灭活流感疫苗前后的获得18个PBMC（peripheral blood mononuclear cells）样本，同时对每个样本进行单细胞TCR和BCR测序。

实验分组：接种前（I₀）；接种后7天（I₁）；接种后14天（I₂）=6:6:6

单细胞捕获平台：烈冰生物10x Genomics平台

主要技术手段：单细胞测序，单细胞TCR/BCR测序

01 接种流感疫苗后单细胞转录组分析

为了探索流感疫苗的免疫学特征和外周免疫应答特征，研究团队基于烈冰生物10x Genomics平台，对112662个细胞进行了单细胞测序（I₀:41256 cells(36.62%) , I₁:24235 cells (21.51%) , I2：47171 cells (41.87%)），并鉴定了包括B细胞、CD4+ T细胞、 CD8+ T细胞和单核细胞等在内的10个主要的细胞系。团队发现在接种疫苗早期（I1）浆细胞、B细胞和CD4+T等细胞占比在接种早期占比明显增加，而单核细胞、DCs和γδ T cells等细胞接种后占比下降并在I2期恢复正常；巨核细胞在接种后占比显著下降且在I2期未恢复到正常水平。

02 B/浆细胞免疫应答表达谱

针对B细胞的深入研究，团队鉴定出了6种B细胞亚型：Naïve_B和记忆B细胞在I1期下降随后恢复，说明早期naïve和记忆B细胞的减少是流感疫苗的显著特征之一。此外，I1期的血浆B细胞高度表达编码免疫球蛋白G1 (IgG1)、IgG2、IgG4等固定区域的基因，与抗原特异性抗体的分泌功能相关。此外，多种差异基因参与了抗体产生、克隆扩增和V（D）J基因的使用，说明B细胞和浆细胞可能经历了独特和特异的V（D）J重排。

BCR测序发现，在80%以上的B细胞和浆细胞中检测到了BCR的表达，其中IGHM是表达最多的BCR。有意思的是，在接种疫苗早期，除了浆细胞中BCR IGHG1的比例明显增加而IGHA1和IGHA2的相对百分比下降外；轻链型IGK和IGL、BCR多样性和CDR3区域的长度在接种都后没有明显变化，说明疫苗接种后B细胞保护反应存在一些差异。

03 T细胞免疫应答表达谱

为了表征疫苗接种前后T细胞的转录组特征，团队比较了I1或I2条件与I0条件下CD4+和CD8+ T细胞的表达谱。正如预期的那样，CD4+和CD8+ T细胞中“病毒信号防御反应”功能显著组富集，这意味着宿主正在对灭活的流感病毒进行免疫反应。此外，其他参与抗病毒免疫反应的通路（如淋巴细胞激活和T细胞增殖等）均显著增强。基因表达分析显示，IFN-a和IFN-g产生相关基因上调，且接种流感疫苗后CD4+和CD8+ T细胞的细胞凋亡和迁移水平显著上调。

类似BCR测序，疫苗接种后有60%的T细胞检测到TCR表达，其中CD8+T细胞的克隆扩增程度比CD4+T细胞更大，接种前和接种后的T细胞保护反应存在明显差异。

04 髓系细胞转录表达特征

研究发现：pDCs在I2期的百分比仅占所有髓系细胞的2%并表达多个成熟相关基因；接种疫苗后未发现巨核细胞（参与血小板聚集）中几个关键的血小板聚集相关基因(P2RX1, TBXA2R或P2RY1)的大量表达，表明灭活流感疫苗发生血栓相关不良事件的风险较低，流感疫苗接种后的髓系细胞似乎被重塑了。

此外，团队发现I1时期炎症反应基因表达减少而后恢复（I2时期），这表明流感疫苗接种后早期炎症反应减少，参与炎症反应的细胞可能是流感疫苗接种后促炎细胞因子的主要来源。巨核细胞中也未观察到炎症反应基因和促炎细胞因子基因的表达升高，表明巨核细胞可能不是流感疫苗接种后炎症相关反应的促进因素。这些结果共同表明流感疫苗接种可能不会引起强烈的炎症反应。

总的来说，流感疫苗接种可引起多个免疫细胞亚群的整体转录变化，包括抗体的产生以及B细胞的激活和分化，接种疫苗初期干扰素反应、炎症反应等生物过程减少随后逐渐恢复，此外，接种后也未观察到促炎反应基因和关键血栓形成相关基因的显著上调，即接种流感疫苗可能不会引起强烈的炎症反应，以上研究为流感疫苗接种的外周免疫应答的细胞图谱，为了解流感疫苗接种的免疫应答机制提供了新的思路。

原文链接：doi: 10.1002/jmv.28174.

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烈冰生物

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