新技术提供Covid-19中肺部病理学的详细图

免疫细胞(红色)迁移到晚科199中导致纤维化(绿色)的细胞附近。
图片由安德烈雷罗的礼貌

由韦尔康奈尔医学和纽约 - 长老队的调查人员领导的团队使用先进的技术和分析,以单细胞分辨率,在严重的Covid-19和其他传染性肺部疾病中患病的肺组织细胞景观。

在研究中,在线发布3月29日自然,研究人员以同时突出的细胞上突出数十种分子标记的方式进行了尸体肌肺组织。使用新颖的分析工具分析这些数据揭示了对这些肺病造成损害的原因和进一步研究的丰富数据资源的新见解。

“COVID-19 is a complex disease, and we still don’t understand exactly what it does to a lot of organs, but with this study we were able to develop a much clearer understanding of its effects on the lungs,” said co-senior author Dr. Olivier Elemento, professor of physiology and biophysics, director of the Caryl and Israel Englander Institute for Precision Medicine, associate director of the HRH Prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Alsaud Institute for Computational Biomedicine at Weill Cornell Medicine and co-Director of the WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction, which funded the technology for single cell analysis of tissue. “I think the technological approach we used here is going to become standard for studying such diseases.”

传统的组织分析,通常使用化学污渍或标记的抗体标记细胞上的不同分子,并可揭示尸检组织的重要特征。然而,这种方法在它可以同时标记的特征数量的限制。它通常也不允许在组织中进行详细分析,同时保留关于细胞在组织中的信息的信息。

该研究中使用的研究人员的主要技术,一种称为成像质量细胞仪的技术,主要克服了这些限制。它使用金属标记抗体的集合,其可以同时标记组织内细胞上的几十个分子标记。特殊的激光扫描标记的组织部分,蒸发金属标签,并检测金属的明显签名并与激光位置相关。该技术基本上是映射细胞在样品中以及每个细胞的表面受体和其他重要识别标记中的地图。分析了超过650,000粒细胞。

研究人员将该方法应用于19肺组织样本,尸检死于严重的Covid-19,急性细菌肺炎或细菌或流感相关的急性呼吸窘迫综合征,加上四个肺组织样本尸体从没有肺的人尸检疾病。

来自Covid-19案例的样品中的研究结果与疾病所知的广泛一致,但澄清了这些知识,更精细细节。它们表明,例如,调节肺部气体交换功能的细胞称为肺泡上皮细胞,是SARS-COV-2感染的主要靶标,导致Covid-19的冠状病毒。该分析表明,这些感染的细胞不仅被肺渗透免疫细胞攻击,这可能有助于解释为什么炎症常常在严重的Covid-19中保持恶化,并最终导致如此广泛且相对不分化的损伤。

一个惊喜是,年龄和性别,Covid-19的死亡风险中的两个主要因素在组织学水平上没有明显差异,一旦Covid-19进展到严重阶段。

结果还表明,与其他肺病相比,严重的Covid-19患者的肺部肺部的白细胞也更加丰富,而叫中性粒细胞的白细胞在细菌肺炎中最普遍 - 这是一个可能与之相关的区别这些传染病的未来治疗的发展。

图像显示穗蛋白,DNA和免疫细胞的来自Covid-19患者免疫细胞(蓝色)环绕感染肺细胞(绿色)。

总体而言,该研究提供了Covid-19中疾病过程的细粒度,以及其与其他传染性肺病的不同。调查人员表示,它促使现在正在调查的新研究问题,并包括一项丰富的观察结果,即标准的病理技术也是不可能的。

“The application of technology like what we’ve demonstrated here is going to provide a huge boost to the utility of autopsy-based studies of disease,” said co-senior author Dr. Alain Borczuk, professor of pathology and laboratory medicine at Weill Cornell Medicine and a pathologist at NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.

研究人员强调,该技术不仅适用于可以获得组织的广泛其他疾病,而且还应首次向医生和科学家提供划定疾病类别内重要差异的实用方法。

“传统上用于肺,肝脏和其他器官疾病,我们有这些广泛的诊断,实际上涵盖了多种不同的疾病 - 现在我们有一个工具,这将使我们能够常规地区分这些不同的疾病,并希望利用这些不同的疾病。希望利用这些不同的疾病更有效地治疗患者,“Co-Envisior of Medile Cornell Medicine的胃肠学和肝脏肝脏副教授罗伯特Schwartz博士罗伯特Schwartz博士说,纽约 - 长老尼尔康奈尔医疗中心的病理学家。“我认为这有可能彻底改变医学。”

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研究人员发表了他们的数据https://DOI。组织/10。5281 /Zenodo。4110560.并鼓励其他科学家利用它。

Olivier Eutholeo博士是Scenome,Owkin,Volastra Therapeutics和Onethree Biotech的科学顾问和股权持有人。

媒体联系人

Krystle Lopez.
威尔康奈尔医学

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