新的研究显示祖先如何塑造我们的免疫反应
每一个人的免疫系统对病毒不同。最近的例子,这种变化已经在COVID-19流行;现在虽然有些感染者无症状,其他疾病的发展严重的形式。但是为什么会发生这种变化?
科学家们正在发现的分子机制,巩固我们的免疫反应的差异。在研究特别关注SARS-CoV-2,证据表明遗传特征,继承我们的祖先,可以提供保护或增加疾病的易感性。
一个新的身体的工作由芝加哥大学的研究人员都集中在量化人类流感感染的免疫反应的变化,使用方法单细胞RNA序列(scRNA-seq)。这是一种新一代测序用于基因表达在个体单元级别。它可以用来探索在一定条件下基因表达的变化,如细胞前后被病原体感染。
研究人员应用scRNA-seq血液样本来自与欧洲和非洲血统的人。在实验室环境中,这些细胞被感染了甲型流感病毒,并测序。结果,发表在科学,表明,有大量的基因表达水平的变化之间的欧洲和非洲血统的人。
188金宝搏备用采访了路易斯·巴雷罗博士首席研究员巴雷罗实验室的芝加哥大学的该研究的通讯作者,更多地了解背后的基本原理研究和发现的关键。巴雷罗还讨论了研究结果的潜在临床意义,和团队的下一个步骤在这个领域的工作。
莫莉·坎贝尔(MC):为我们的读者可能不熟悉,你能解释一下为什么病毒在人类进化中最强大的选择压力的来源?
路易斯·巴雷罗(磅):病毒是在应对迅速发展的免疫防御系统安装主机。每次新病毒出现,或者找到方法来逃避我们的免疫系统,免疫系统必须适应这些变化。这导致一个不断适应和counter-adaptation在进化的时间。
主持人:为什么普遍的大流行之前罕见?
磅:因为过去我们长途旅行的能力被大大缩减而现在是可能的。在当前社会中,一个新的流行病病原体可以在几天之内传遍全球,仅仅通过航空旅行与SARS-CoV-2(发生)。
主持人:你的学习背后的基本原理是什么?
磅:我们知道病毒是一个非常强大的选择压力来源的人类基因组。因此,我们假设的变化viral-mediated不同人群之间的选择压力可能赶散度免疫反应在现代人类。支持这一观点,我们知道一些传染病的发病率和严重程度有显著的不同祖先群体。我们设计了一个研究,将允许我们正式比较病毒感染的免疫应答患者不同程度的欧洲和非洲血统。
主持人:量化应对流感的变化,你的团队采用scRNA-seq血液细胞感染流感a。首先,你能讨论为什么你scRNA-seq使用,第二,请进一步详细地讨论样品吗?
磅:我们使用scRNA-seq作为一种手段研究特定的免疫细胞类型的混合池内的免疫细胞对病毒。与批量(传统)RNA-seq scRNA-seq允许我们评估单个细胞中转录改变应对病毒,不需要的细胞。这保存关键交互在活的有机体内所涉及的许多不同的细胞类型之间的一种有效的免疫反应甲型流感。
主持人:你的整体结果是什么?
磅:我们发现成千上万的基因的基因表达水平在应对甲型流感感染在欧洲和非洲血统的人之间存在着显著的差异,这表明祖先影响无处不在。最引人注目的ancestry-linked差异为I型干扰素反应观察。具体来说,我们发现患者更高比例的欧洲血统显示增加I型干扰素通路活动在早期流感感染。这个途径激活增加是与更大的容量限制病毒复制在稍后的时间点,表明观察到的差异会直接影响身体的控制病毒的能力。最后,我们的结果表明,基因差异表达的基因中遗传血统纯度与COVID-19疾病严重程度有关。因此,我们的研究结果表明,免疫反应变化可能因此相互作用,或加剧,环境驱动的健康差异在病毒的易感性和发病率,这对流感和COVID-19发生。
司仪:这项研究确定了局外人的模式遗传祖先对被特异性免疫反应的影响。这是在干扰素(IFN)的反应。你能讨论这个发现的临床意义吗?
磅:干扰素是蛋白质,是防御病毒的关键。在应对病毒感染,快速分泌干扰素,他们激活一系列不同的抗病毒防御系统,最终干扰病毒复制。因此,克埃文的干扰素所扮演的重要角色赋予宿主细胞的抗病毒活性,我们的发现有潜在的临床意义只有流感感染,而且对其他病毒。这包括SARS-CoV-2, IFN-mediated抗病毒反应的时间和程度与疾病进展和严重程度有关。
主持人:有什么限制你想要强调这个工作吗?
磅:对我们的研究有两个主要的局限性。首先,它是基于在体外感染模型,因此未来的研究需要评估如果确定ancestry-linked对先天免疫的影响最终影响病毒间隙和疾病严重程度的病毒感染在活的有机体内。
第二,尽管我们观察到许多基因的基因表达水平与遗传祖先,这些结果并不是疾病易感性的遗传差异的证据。遗传祖先也与环境差异。很多我们捕捉可能是其他差异的结果在我们的社会中,系统性的种族主义和医疗等方面的不公平现象。虽然有些差异我们展示的论文可以链接到特定的遗传变异,表明基因并发挥重要作用——这些遗传差异不足以完全解释我们观察到的差异,特别是对干扰素反应。
主持人:你的下一个研究步骤是什么?
磅:我们正在扩大这条线的研究学习祖先COVID-19患者免疫反应的差异。我们也扩大我们的研究更广泛的阵列的祖先群体。
路易斯·巴雷罗莫莉坎贝尔说,科学技术网络作家。188金宝搏备用
参考:伦道夫·H, Fiee J,帝伦B et al。遗传祖先对应对病毒感染的影响无处不在,但细胞的特定类型。科学。2021年。doi:10.1126 / science.abg0928。
