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新型冠状病毒研究方案

BGI Solutions to Fight against Coronavirus

转录组测序

研究方案一

1. 研究背景

在与冠状病毒的战斗中,华大基因提供了一系列的解决方案来回答基础和适用的研究问题。这里我们列出了一些有代表性的策略来帮助您解决针对COVID-19研究中免疫治疗方面的问题。

2. 技术策略

转录组数据分析新冠病毒感染患者治疗期间,外周血中转录水平的变化。

3. 实验设计

分组

患者数

采样点

样本类型

样本量

Fatal死亡组 

≥5例

确诊后到死亡前的时间阶段,1个病患可在多个时间点取样

血液

≥10个样本

Survivor存活组

≥5例

确诊后-出院前的时间阶段,1个病患可在多个时间点取样

≥10个样本

4. 测序策略

BGISEQ 平台文库RNA-seq SE50测序,推荐20 M clean reads

真核转录组测序 PE100/150 6Gb/10Gb clean data

5. 案例展示

中文名:转录组测序分析埃博拉病毒感染患者体内T细胞受体的多样性

英文名:T-Cell Receptor Diversity and the Control of T-Cell Homeostasis Mark Ebola Virus Disease Survival in Humans

发表期刊:The Journal of Infectious Diseases

发表时间:2018.07.06

影响因子:5.045

研究背景:在致死性和非致死性埃博拉病毒病(EVD)中观察到T细胞表型的差异,特别是T细胞稳态标志物的表达。然而,这些标记与T细胞功能和EVD期间病毒清除之间的关系尚不清楚。为了从生物学角度深入了解T细胞在EVD中的作用,结合转录组学和T细胞受体测序被用来分析最近西非EVD流行的致死性和非致死性EVD患者的血液样本。

研究方法:收集发病1~18天后的血液样本,fatal死亡组(5个病人,10例样本),survivor存活组(5个病人,20例样本),总共30例样本进行转录组测序。

研究结果:研究发现幸存者的T细胞反应高度多样化,T细胞抑制剂的水平维持在较低水平,并清除了埃博拉病毒。我们的发现强调了T细胞免疫在EVD存活中的重要性,并为进一步研究暴露后免疫治疗的树突状细胞和T细胞的相互作用奠定了基础。



参考文献

[1] Speranza E, et al. T-Cell Receptor Diversity and the Control of T-Cell Homeostasis Mark Ebola Virus Disease Survival in Humans. The Journal of Infectious Diseases. 2018, 2018;218(S5): S508–18.


研究方案二


1. 研究背景

在与冠状病毒的战斗中,华大基因提供了一系列的解决方案来回答基础和适用的研究问题。这里我们列出了一些有代表性的策略来帮助您解决针对COVID-19研究感染得分子机制方面的问题。

2. 技术策略

转录组数据分析新冠病毒患者感染期间,外周血中各免疫细胞群转录组水平的变化。

3. 实验设计

分组

患者数

采样点

样本类型

样本量

Fatal死亡组

≥5例

确诊后到死亡前的时间阶段,1个病患可在多个时间点取样

血液中分离细胞群如T细胞等

≥10个样本

Survivor存活组

≥5例

确诊后-出院前的时间阶段,1个病患可在多个时间点取样

≥10个样本

4. 测序策略

BGISEQ平台文库和SE50测序,推荐20 M clean reads。

5. 案例展示

中文名:免疫细胞转录组分析发现单核细胞在埃博拉病毒侵染过程中的作用

英文名:Transcriptome Analysis of Circulating Immune Cell Subsets Highlight the Role of Monocytes in Zaire Ebola Virus Makona Pathogenesis

发表期刊:Front Immunol

发表时间:2017.10.26

影响因子:4.716

研究背景:现有的埃博拉病毒(EVD)模型表明抗原呈递细胞是扎伊尔埃博拉病毒(ZEBOV)的初始靶点。体外研究表明,单核细胞和巨噬细胞感染ZEBOV可产生炎症介质,引起淋巴细胞凋亡。然而,这些发现还没有得到体内研究的证实。

研究方法:

T细胞组:病毒感染后0天 (n = 7), 1天 (n = 4), 2天 (n = 4), 3天 (n = 2), 4 天(n = 2), 5天 (n = 2), 6天 (n = 3),共24例样本进行转录组测序;

B细胞组:病毒感染后0天 (n = 2), 1天 (n = 4), 2天 (n = 4), 6 天(n = 4),共14例样本进行转录组测序;

单核细胞组:病毒感染后0天 (n = 5), 1天 (n = 4), 2 天(n = 4), 3 天(n = 2), 4 天(n = 2), and 6 天(n = 3),共20例样本进行转录组测序。

研究结果:结果显示单核细胞是支持体内ZEBOV复制的主要免疫细胞亚群之一。此外,我们报告了单核细胞内与炎症、凝血和血管疾病相关的基因转录显著增加,提示单核细胞参与了EVD的表现。此外,对抗原表达和免疫调节重要的基因被下调,可能会破坏适应性免疫的发展。相反,不支持ZEBOV复制的淋巴细胞,其转录变化局限于少数干扰素刺激基因(ISGs),并且不能上调与抗病毒效应免疫反应相关的基因。总的来说,这些数据表明,感染了ZEBOV的单核细胞在ZEBOV-Makona的发病机制中发挥了重要作用,抑制病毒复制或修改这些细胞对感染的先天反应的策略应该是治疗干预的重点。


 参考文献

[1] Menicucci AR, et al. Transcriptome Analysis of Circulating Immune Cell Subsets Highlight the Role of Monocytes in Zaire Ebola Virus Makona Pathogenesis. Front. Immunol. 2017, 8:1372.


研究方案三

1. 研究背景

在与冠状病毒的战斗中,华大基因提供了一系列的解决方案来回答基础和适用的研究问题。这里我们列出了一些有代表性的策略来帮助您解决针对COVID-19研究病情个体差异以及治疗策略方面的问题。

2. 技术策略

转录组数据分析识别与新冠病毒感染相关的宿主因素,从而找到区分患者生存和死亡的因素。

3. 实验设计

分组

病患数

采样点

样本类型

样本量

Fatal死亡组

≥50例病患

确证后到死亡前的任一时间点取样,1个病患只取1样本

血液

≥5例样本

Survivor存活组

≥100例病患

确诊后到出院前的任一时间点取样,1个病患只取1样本

≥100例样本

Control组1

≥10例病患

康复出院后

≥10例样本

Control组2

≥10健康人(未接触疑似或确诊病人)

任意时间点

≥10例样本

注:也可选择动物模型

4. 测序策略

BGISEQ平台文库和SE50测序,推荐20 M clean reads。

5. 案例展示

中文名:转录组测序分析埃博拉病毒感染患者

英文名:Transcriptomic signatures differentiate survival from fatal outcomes in humans infected with Ebola virus

发表期刊:Genome Biol

发表时间:2017.01.19

影响因子:14.028

研究背景:2014年,西非经历了一场埃博拉病毒感染的意外爆发。致命和非致命结果的区别在很大程度上仍是未知的,但这是优化个性化治疗策略的关键。

研究方法:

训练集(采样时为感染阶段,随后标记病例生死情况):fatal死亡组(88例样本)、survivor存活组(24例样本);对照组1(埃博拉感染后康复组,共16例样本)、对照组2(埃博拉病毒未感染组,共6例样本),总共134个样本进行转录组测序;

验证集:fatal死亡组(10例样本),survivor存活组(10例样本),总共20个样本进行转录组测序。

研究结果:数据表明,与感染急性期的幸存者相比,死于这种疾病的个体表现出更强的干扰素信号上调和急性期反应。特别值得注意的是白蛋白和纤维蛋白原基因的强烈上调,这表明存在明显的肝脏病理变化。利用信使RNA表达模式预测细胞亚型表明,在感染后存活的患者中,nk细胞数量增加。通过选择表达特性区别于死亡病例和幸存者的基因,我们确定了一小组反应基因,它们作为患者预后的强预测因子,独立于病毒载量。

 


参考文献

[1] Liu, X., et al. Transcriptomic signatures differentiate survival from fatal outcomes in humans infected with Ebola virus. Genome Biology, 2017, 18,

 


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