文献学习007--[sc]重症COVID-19患者的外周免疫反应

这篇文献在github上提供了分析代码，下载地址：https://github.com/ajwilk/2020_Wilk_COVID。所用数据的GSE编号：GSE150728。

Fig 1. COVID19患者外周血出现了浆母细胞的扩增和多种固有免疫细胞的减少

这里注释得到了20种细胞群（参考SingleR进行的注释）
髓系：CD14 monocyte, CD16 monocyte, Neutrophils, SC&Eosinophil, DC, pDC
淋系：
CD4n T, CD4m T, IFN-stim CD4 T, CD8m T, gdT
NK
B, IgG PB, IgM PB, IgA PB
proliferating lymphocytes
红细胞和血小板：RBC, Platlet
新细胞群：Developing neutrophil

Wilcoxon rank-sum test算的p值

正文中Fig1直接展示的就是细分的亚群，但是看supplement应该是先注释了大群，在做了亚群细分之后又把亚群结果再投射回去。

Fig 2. 单核细胞

图a和b是常规的对单核细胞进行分群和marker基因查看，将单核细胞分为了四群，分别是静息CD14+单核，活化CD14+单核，静息CD16+单核和活化CD16+单核。⚠️这里如何区分的静息和活化没有做详细说明，但这篇文章后续并不是对每个亚群进行分析，所以这里如何分群都不影响后续分析。
图c查看了寄往文献中报道的单核细胞分泌的细胞因子（TNF, IL6, IL1B, CCL3, CCL4, CCL2）的表达情况，结果显示几乎都不表达。提示外周血单核细胞可能并不参与COVID-19的细胞因子风暴。（⚠️可以借鉴）

随后分别分析了对照和病例组的单核细胞间的差异基因(d)，通路(g)和上游调控因子(h)。d图显示病例组出现了明显的HLA相关基因的下调和ISG相关基因的上调。这部分主要是用Ingenuity Pathway Analysis (IPA)做的。

在差异分析结果的发现之上，进一步做了HLA模块评分和ISG模块评分。这个分析可以使用之前介绍过的AddMouduleScore来实现，使用的基因列表在supplementary table 25。
值得注意的是，这里做的点图都带聚类，是用FlexDotPlot⚠️做的。参考scRNAseq灵活的点图绘制：FlexDotPlot。

Fig 3. NK细胞和T细胞

图a和b依然是常规的对NK细胞和T细胞进行分群和marker基因查看，结合Fig1d，c图展示了CD56^dimNK细胞（起机体防御和抗病毒的作用）在重症新冠患者外周血中比例显著下降，CD56^brightNK细胞（产生大量的IFN-r和TNF-a）在所有新冠患者中都出现了显著下降。增值型淋巴细胞的比例则出现了上升。图d计算了NK耗竭模块分数，这个分析可以和前面一样，可以用AddMouduleScore来实现，NK耗竭marker基因列表在supplementary table 25。（附图中还计算了T细胞耗竭模块分数，也是一样的分析方法）

随后分别分析了对照和病例组的NK和T细胞间的差异基因(f)和上游调控因子(g)。发现存在一些NK细胞成熟相关基因(FCGR3A, AHNAK和FGFBP2)的下调，一些ISG相关基因和NK细胞活化基因(如PLEK和CD38)出现了上调。由于单核NK都发现了ISG相关基因的上调，h图查看了所有细胞ISG的表达，发现各种细胞间ISG的表达具有异质性。i图展示了在所有患者中都上调的一些细胞因子的表达也存在细胞表达的异质性。

Fig 4. Developing neutrophil

这部分的速率分析是用scVelo做的，图都比较常规，主要是说这群细胞是由浆母细胞分化而来，且为ARDS特有，这个细胞群的发现应该是这篇文章能发nature medicine的主要原因。
这也提示我们，注释时候遇到不知道是什么的细胞，不要随便去掉，可以多做做拟时序和速率分析等等看一看，说不定是个新亚群呢！

主要发现：
1. 异质性的干扰素刺激基因表达
2. HLA II下调
3. 发现了和疾病严重程度相关的developing neutrophil 细胞群（由浆母细胞分化而来）
4. 外周的单核细胞和淋巴细胞并不表达大量的促炎因子（不参与炎症风暴）