近日，中国科学院生物物理研究所杨鹏远课题组和美国斯坦福大学Mark M Davis课题组合作在期刊《Nature Cell Biology》上发表了题为“Single-cell epigenomic landscape of peripheral immune cells reveals establishment of trained immunity in individuals convalescing from COVID-19”的研究论文。该研究通过单细胞ATAC-seq技术以及新开发的单细胞多组学Ti-ATAC-seq技术对表观基因组图谱和TCR图谱进行分析，发现康复者中单核细胞、B细胞和T细胞免疫记忆的形成主要通过染色质可及性图谱的整体重构机制。
由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)引起的全球冠状病毒肺炎疫情已导致超过7000万人感染，死亡率约为2.3%。迄今为止，结束疫情的主要方法是接种疫苗，目前国际上大多数领先的候选疫苗都能诱发病毒中和抗体，但这些免疫反应的保护性和持久性仍存在相当大的不确定性。因此，需要更好地了解COVID-19恢复期个体的先天和适应性免疫反应，尤其是免疫记忆即训练免疫是否建立。
针对这一问题，该研究对外周血单核细胞进行了单细胞染色质可及性和T细胞受体分析，研究人员开发了一项新技术Ti-ATAC-seq，以进一步研究特殊克隆扩增的T细胞克隆。研究鉴定并注释了13个单核细胞亚簇，发现COVID-19恢复期个体的两个CD14+单核细胞簇和一个CD16+单核细胞簇的丰度高于健康个体。分析发现虽然恢复期个体的炎症水平恢复正常，但其体内的CD14+和CD16+单核细胞仍保持染色质重编程的状态，以促进训练免疫，使机体能够做出快速的炎症反应对抗随后的感染。
COVID-19恢复期个体和健康个体CD14+和CD16+单核细胞簇所占比例（图片引自文献[1]）
该研究还通过鉴定10个B细胞簇，发现尽管COVID-19恢复期个体和健康个体之间的b细胞亚群数量相当，但健康个体和COVID-19恢复期个体之间的每个b细胞亚群的细胞分布都有各自的偏好性。因此，研究重建了健康个体和COVID-19恢复期个体的B细胞谱系发育轨迹，并依据TF活性进行综合时间分析，发现原本促进了b细胞维持稳态的TF调节因子在COVID-19恢复期个体中能够促进b细胞激活、分化和IgG类别转换。此外，研究还对COVID-19恢复期患者的表观基因组和单细胞TCR克隆性进行了深入分析，揭示了效应CD8+T细胞在整体重构染色质可及性和精准调控记忆性CD8+T细胞发生程序以及最初的病毒控制中的关键作用。
在COVID-19恢复期个体体内的b细胞加速发育（图片引自文献[1]）
该研究对COVID-19恢复期个体和健康个体的外周血单核细胞进行了单细胞染色质可及性和T细胞受体分析，发现COVID-19恢复期个体的T细胞和B细胞等免疫细胞均表现出染色质可及性的整体重构，这表明患者体内已建立免疫记忆。该研究为COVID-19疫苗的保护性和持久性研究提供了宝贵数据资源。
参考文献：
1. You, M., Chen, L.,Zhang, D. et al. Single-cell epigenomic landscape of peripheral immune cells reveals establishment of trained immunity in individuals convalescing from COVID-19. Nat Cell Biol 23, 620–630 (2021).
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