Cell｜交大瑞金院士团队利用Olink蛋白组学揭示奥密克戎患者接种疫苗后系统免疫图谱

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上海交通大学瑞金医院陈赛娟院士、李庆云教授、诸江教授和瞿介明教授在2023年9月27日以共通讯作者的名义在Cell （IF = 66.85）主刊发表了题为Systemic immune profiling of Omicron-infected subjects inoculated with different doses of inactivated virus vaccine 的研究成果。

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该研究以2022年春季在上海流行的Omicron变异株为研究对象，招募了122名受感染成人和50名未感染对照者，其分别接种了不同次数的COVID-19灭活疫苗。研究团队采用质谱流式、转录组及Olink血浆免疫蛋白质组，对外周血样本进行整合分析，揭示了增强针疫苗的接种诱导了单核细胞免疫反应，启动了单核细胞的激活和成熟，而不是分化为髓源性抑制细胞。本研究首次揭示了加强针疫苗接种为Omicron感染者提供保护性免疫的系统免疫学分子机制。

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研究内容

系统生物学分析结合了Olink血浆蛋白组学、临床数据及细胞组学、PBMC的转录组学数据。与基于mRNA谱的PCA类似，基于蛋白质组学图谱的PCA可以将感染者与对照者分开。对感染与对照队列进行KEGG通路分析，可以看到Omicron感染主要涉及免疫和炎症相关通路，包括细胞因子-细胞因子受体相互作用、NF-kB、TNF、IL-17、TLR和JAK-STAT等。

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通过进一步对不同组蛋白质组学数据的比较，研究人员发现3针接种感染组中TNFSF14（LIGIT）、‍‍‍‍‍‍‍‍‍EN-RAGE、OSM和TGF-α等炎症因子的水平显著上升。TNFSF14是一种共刺激分子，已被证明在限制Treg的积累、扩张和功能方面发挥关键作用。

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系统免疫学的优势在于，在获得了细胞亚群数据之后，科学家们可以进行细胞亚群数据和免疫蛋白组学数据的进一步分析。研究发现EN-RAGE和OSM水平与两个单核细胞亚群（HLA-DRhi-CMs和NCMs）的频率正相关；TGF-α水平与NCMs的频率正相关；所有三个单核细胞激活相关细胞因子与Treg的频率负相关（T08）。正如预期的那样，TNFSF14与Treg、三个幼稚CD4+ T细胞（T09、T10和T11）、细胞因子分泌CD56hiCD16lo NK子集（NK01）呈明显的负相关，但与以下细胞亚群的频率呈正相关，包括：两个单核细胞亚群(HLA-DRhi-CMs和NCMs）和pDC (DC01)、CD56intCD16hi 细胞毒性NK 细胞亚群(NK06)、 两个效应记忆CD4+ T细胞亚群（T21和T26）和 两个幼稚T细胞亚群（T06和T13）。

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以上研究提示TNFSF14作为血浆节点细胞因子连接这些关键的疫苗接种和感染诱导的免疫反应。另一方面，由于CX3CL1水平与HLA-DRhi-CMs、NCMs和一个幼稚CD4+ T细胞群（T09）正相关，但与一个效应记忆CD4+ T细胞群（T21）的频率负相关，提示CX3CL1可能对T细胞激活发挥免疫抑制作用。
最终，通过系统性对感染者的14个免疫细胞簇、3个基因集、13个基因、3个细胞因子和9个临床参数进行Spearman相关矩阵的无监督分层聚类分析，发现体液免疫亚模块的激活状态与先天免疫和T/NK细胞的激活呈正相关，而与Treg增殖呈负相关。总的来说，本研究突出了三针增强疫苗的独特特征，即诱导单核细胞激活和分化，从而实现对Omicron感染的保护性免疫。
写在最后

在蛋白组学分析部分，研究团队采用Olink Target 96 Inflammation 和Immune Response 两个Panel，评估了队列血浆样本中的180种独特的炎症和免疫反应相关蛋白。Olink新一代蛋白质组学检测技术对于血浆中免疫相关细胞因子和其他分泌蛋白的覆盖非常全面，又因其具备高灵敏度、高特异和高通量的特性，可更真实准确地对血浆蛋白免疫学特征进行描绘，是近年来系统免疫学的研究利器。

本研究对接种疫苗人群感染变异毒株后的免疫系统生物学进行了评估，对于指导未来可能应对COVID-19突发疫情或其它类似COVID-19的公共卫生威胁的疫苗战略至关重要。而Olink血浆蛋白质组技术在COVID-19相关研究中也实现了一系列重要应用。
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参考资料

1.Systemic immune profiling of Omicron-infected subjects inoculated with different doses of inactivated virus vaccine. Cell. 2023.08.033


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