Tqabbil tal-Pajsaġġ Immunoloġiku Bejn COVID-19, influwenza, U Pazjenti tal-Virus Sinċizjali Respiratorju Permezz ta' Analiżi ta' Clustering

Biex titgħallem aktar informazzjoni jekk jogħġbok ikkuntattjadavid.wan@wecistanche.com

a b s t r a c t

Sfond:  COVID-19 għandha aktar b'saħħitha infettività u a ogħla riskju għal severità minn l-aktar oħra respiratorju li jittieħed mard. Il- mekkaniżmi sottostanti dan differenza jibqgħu mhux ċar.

Metodi: Aħna mqabbla il immunoloġiċi pajsaġġ bejn COVID-19 u tnejn oħra li jittieħed respiratarju mard (fifluenza u respiratorja sinċizjali virus (RSV)) minn raggruppament analiżi ta il tlieta dis-jiffaċilita ibbażati fuq 27 immuni firem' punteġġi.

Riżultati: Aħna identified tlieta immuni sottotipi: Immunità-H, Immunità-M, u Immunità-L, li dis-lagħbu għoli, medju, u baxx immuni firem, rispettivament. Aħna misjuba20 fil-mija, 35.5 fil-mija,u44.5 fil-mija tal-COVID-19 każijiet inklużi fi Immunità-H, Immunità-M, u Immunità-L, rispettivament; kollha fifluenza każijiet kienu inklużi fi Immunità-H; 66.7 fil-mijau33.3 fil-mijata RSV każijiet kien jappartjeni biex Immunità-H u Immunità-L,rispettivament. Dawn data indika dak l-aktar COVID-19 pazjenti jkollhom aktar dgħajfa immuni firem milli fifluenza u RSV pazjenti, kif evidenzjat minn 22 ta il 27 immuni firem wara li aktar baxxi punteġġi ta' arrikkiment fi COVID-19 minn fi fifluenza u/jew RSV. Il- Immunità-M COVID-19 pazjenti kellu il l-ogħla espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 u l-aktar baxx virali tagħbijiet u kienu il l-iżgħar.  Fil kuntrast,  l-Immunità-H COVID-19 pazjenti kellu il l-aktar baxx espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 u l-ogħla virali tagħbijiet u kienu il l-eqdem. Ħafna immuni firem kellu aktar baxxi arrikkiment livelli fi il intensiv kura unità(ICU) minn fi mhux-ICU pazjenti. Ġene ontoloġija analiżi wera dak il intrinsika u adattivi risponsi immuni kienu significantly irregolati fi COVID-19 kontra b'saħħithom individwi.

Konklużjonijiet: Imqabbla biex fifluenza u RSV, COVID-19 murija significantly differenti immunologikal profiles. Għolja immuni firem huma assoċjati bil a aħjar pronjosi fi COVID-19 pazjenti.

@ 2021 Il- Awtur(s). Ippubblikat minn Elsevier B.V. fuq f'isem ta Riċerka Netwerk ta Kompjutazzjonali u Strutturali Bijoteknoloġija. Dan huwa an aċċess miftuħ artikolu taħt il CC MINN-NC-ND liċenzja

Ikklikkja hawn biex titgħallem aktar dwar Cistanche

1. Sfond

Il- koronavirus mard 2019 (COVID-19) ikkawżat minn il akuta severa respiratorja sindromu koronavirus 2 (SARS-CoV-2) għandha ġie rrappurtat biex jaqbeż 126 miljuni każijiet u irriżulta fi aktar minn2.7 miljuni imwiet globalment kif ta Marzu 26, 2021 [1]. COVID-19ishma simili klinika preżentazzjonijiet bil fifluenza u sinċizjali respiratorja virus (RSV), tali kif sogħla, deni, severa pulmun infezzjonijiet,u okkażjonali respiratorja falliment tikkawża imwiet [2], madankollu,COVID-19 għandha ukoll murija distinti klinika karatteristiċi,

tali kif gastrointestinali skumdità, nerv feriti, u ipoġewżja[3,4]. Imqabbla biex oħra li jittieħed respiratorja mard, tali bħal fifluenza u RSV, COVID-19 għandha aktar b'saħħitha infettività u a ogħla -riskju għal severità,   tali kif respiratorja dwejjaq u sistematiku fiflammazzjoni  [3,5].  Aktar bis-serjetà,  COVID-19  spiss għandha a  inkubazzjoni twila perjodu dak significantly żidiet tagħha trażmissibbiltà[3,5,6]. B'differenza ħafna oħra respiratorja viruses, SARS-CoV-2 infeczjoni jista riżultat fi ospitanti iperinflammatorja rispons, ikkaratterizzat minn a   għoli livell ta jiċċirkolaw fiflammatorja ċitokini u interleukine-6 (IL-6) [7]. Diversi studji jkollhom murija dak a ammont kbir ta tip I interferon promossi fiflammatorja ċitokini produzzjoni u irriżulta fi letali pnewmonja [8,9]. Immuni ma jiffunzjonaxzjoni huwa ukoll a karatteristika ta COVID-19 [10]; kif murija fi COVID sever-19 każijiet, il totali numri ta T u B ċelloli huma imnaqqsa,li tirriżulta minn prodott żejjed pro-fiflammatorja ċitokini [11].Biex tikxef potenzjal mekkaniżmi sottostanti il significantly differenti klinika karatteristiċi ta COVID-19,  aħna mqabbla l-immunoloġiku pajsaġġ bejn COVID-19, fifluenza, u Ibbażat fuq RSV fuq tagħhom ġene espressjoni profiles. Aħna mwettqa a analiżi tar-raggruppament biex jidentifikaw immuni sottotipi ta COVID-19, fifluenza, u RSV ibbażati fuq il arrikkiment livelli ta 27 immuni firem. Aħna identifikajna tlieta immuni sottotipi bil għoli,  medju,  u immuni baxx firem,  rispettivament,  u dissected dawn sottotipi'molekulari karatteristiċi. Aħna ukoll esplorati korrelazzjonijiet bejn dawn immuni firem u varji klinika karatteristiċi fi COVID- 19  pazjenti. Dan studju immirat biex jipprovdu ġdid għarfien fis l-immunoloġiku pajsaġġ ta COVID-19.

Fig. 1.  Identifikatjoni ta immuni sottotipi ta COVID-19, fifluenza, u RSV. (A) Ġerarkika raggruppament rendimenti tlieta sottotipi: Immunità-H, Immunità-M, u Immunità-L,

ibbażati fuq il arrikkiment punteġġi ta 27 immuni firem. (B) Paraguni ta il arrikkiment punteġġi ta 27 immuni firem bejn il tlieta immuni sottotipi. (C)Paraguni ta il arrikkiment punteġġi ta 27 immuni firem bejn COVID-19, fifluenza, u RSV pazjenti. (D) Paraguni ta il espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6bejn il tlieta immuni sottotipi u bejn il tlieta immuni sottotipi li jkun fih COVID-19 biss. (E) Paraguni ta COVID-19 pazjenti' etajiet bejn il tliet immuni sottotipi. (F) Paraguni ta virali tagħbijiet fi COVID-19 pazjenti bejn il tlieta immuni sottotipi. (G) Spearman korrelazzjoni bejn il espressjoni livelli tal-ACE2u IL-6 u virali tagħbijiet fi COVID-19 pazjenti. (H) Pearson korrelazzjoni bejn il espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 fi COVID-19 pazjenti. * P< 0.05, **P< 0.01, ***P< 0.001.

2. Metodi

2. 1. Settijiet tad-dejta

Aħna miġbura tmienja ġene espressjoni profilipp settijiet tad-dejta, inklużi

erba COVID-19 RNA-seq settijiet tad-dejta [12-15], waħda RSV RNA-seq dataset minn il Ġene Espressjoni Omnibus database (GEO, https://www. ncbi.nlm.nih.gov/ġeo/), waħda RSV mikroarray sett tad-dejta [16], waħda fifluenza mikroarray sett tad-dejta minn GEO, u waħda mikroarray sett tad-dejta għat-tnejn RSV u fifluenza [17] (Tabella 1). L-ewwel, aħna miġbura nej data minn dawn settijiet tad-dejta, komposta ta 1,036 pazjenti u 273 b'saħħithom controls. Il-  1,036  pazjenti inklużi 842  COVID-19, 44  fifluenzas,u  150  RSV  pazjenti.  Il- medjan età ta dawn pazjenti kien53 snin (interkwartili firxa: 38–67 snin). Fost dawn pazjenti, 404 (38.96 fil-mija)kienu nisa, 348 (33.61 fil-mija)kienu irġiel,  u  284 (27.43 fil-mija)kienu unidentified.  Hemmhekk kienu  100  COVID-19  każijiet ġol sett tad-dejta GSE157103, inklużi 50 intensiv kura unità (ICU) każijiet u  50  mhux-ICU każijiet.  Il- erba  COVID-19  settijiet tad-dejta inklużi

pazjenti minn il  L-Istati Uniti.  Il- tnejn influwenza settijiet tad-dejta inklużi pazjenti minn Kanada u il Renju Unit, rispettivament, u il tnejn settijiet tad-dejta RSV inklużi pazjenti minn il Renju Unit u il L-Istati Uniti. Il- pazjenti'tessuti fi dawn settijiet tad-dejta oriġinaw minn il ta’ fuq passaġġ tan-nifs, peripherali demm mononukleari ċelloli, lewkoċiti, u demm. Li jmiss, aħna periffurmat a kwalità kontroll analiżi biex tiskopri outliers fi kull wieħed dataset bl-użu WGCNA [7].  Fl-aħħarnett, aħna magħquda dawn settijiet tad-dejta bl-użu il''jingħaqdu"  funzjoni fi il  R  pakkett  ''bażi"  u mwettqa l-aġġustament ta lott effetti u normalizzazzjoni ta il data magħquda bl-użu il ''jinnormalizza bejn arrays" funzjoni fi il R pakkettetà ''limma. " Għax dan studju immirat biex qabbel immuni signaturi bejn  COVID-19,  fifluenza,  u  RSV,  il batterjali u oħrajn anonimu viruses-assoċjati kampjuni kienu esklużi.

2.2. Raggruppament

Aħna mwettqa an estensiva letteratura tfittxija għal immuni signaturi assoċjati bil respiratorja virus infezzjoni u miġbura27 immuni firem jinvolvi  136 markatur ġeni [18-21]. Aħnafil-ewwel kwantified il arrikkiment livelli ta il 27 immuni firem fil kull wieħed kampjun minn il waħdieni-kampjun ġene-sett arrikkiment analiżi(ssGSEA) [22]. Ibbażat fuq il ssGSEA punteġġi ta il 27 immuni signaturi, aħna mwettqa ġerarkiku raggruppament ta il kampjuni fi l-għaqda sett tad-dejta ibbażati fuq il Ewklidja metriċi.

2.3. Ġene-sett arrikkiment analiżi

Aħna identified ġene ontoloġija (GO) u KEGG mogħdijiet upregu-

tard u irregolati fi COVID-19, fifluenza, RSV, u tagħhom

immuni sottotipi minn GSEA [23] (R implimentazzjoni) bil a drisqodma ta aġġustat Valur P< 0.05.

Fig. 2.  Identifikatjoni ta b'mod differenzjat espressi ġeni u ġene ontoloġija (GO) bejn COVID-19 pazjenti u fifluenza u RSV pazjenti. (A) Paraguni ta il livelli ta' espressjoni ta ACE2 u TMPRSS2 bejn virus-infettat pazjenti u b'saħħithom kontrolli. (B) IFITM3 wirjiet significantly aktar baxxi espressjoni livelli fi COVID-19 minn fi fifluenza u RSV pazjenti u qawwija pożittiv espressjoni korrelazzjonijiet bil immuni-promozzjoni firem. GO termini upregolati u irregolati fi COVID-19 (C), fifluenza (D), u

RSV (E) pazjenti kontra b'saħħithom kontrolli. (F) GO termini ħafna arrikkit fi COVID-19 kontra fifluenza. * P< 0.05, **P< 0.01, ***P< 0.001.

2.4. Identifikatjoni ta ġene moduli arrikkit fi immuni sottotipi

Aħna użati  WGCNA  [7]  biex jidentifikaw ġene moduli significantly arrikkit fi immuni sottotipi ibbażati fuq ġene ko-espressjoni nettxogħol analiżi. Ibbażat fuq il espressjoni korrelazzjonijiet bejn il-ġene moduli' hub ġeni, aħna identified il GO termini significantly korrelatati biex speċific karatteristiċi.

2.5. Statistika analiżi

Fil il paragun ta differenti gruppi ta data, aħna użati Student's t-test jew ANOVA test jekk huma kienu normalment imqassma; inkella,aħna użati il Mann–Whitney U test jew Kruskal–Wallis test. Aħna użat il- Pearson korrelazzjoni koeffiċenti (R) biex tevalwa il korrelazzjoni tal-espressjoni bejn tnejn ġeni u il Spearman korrelazzjoni koeffiċenti  (p)  biex tivvaluta korrelazzjonijiet bejn oħra varjabbli.  Aħna aġġustati P valuri fi multipli testijiet bl-użu il falza skoperta rata(FDR), li kien ikkalkulat minn il Benjamini-Hochberg metodu.Aħna mwettqa kollha statistika analiżi bl-użu R programmazzjoni (verjoni 4.0.2).

3. Riżultati

3. 1. Il- immuni sottotipi ta COVID- 19, fifluenza, u RSV

Ibbażat fuq il  27  immuni firem'  arrikkiment punteġġi,  aħna ġerarkikament miġbura il  809  virus-infettat pazjent kampjuni bbażati fuq il Ewklidja distanza metrika. Aħna miksuba tlieta ċara

raggruppamenti,   jissejħu   Immunità-H,   Immunità-M,   u   Immunità-L,li murija il l-ogħla, medju, u l-aktar baxx immuni firma livelli, rispettivament (Fig. 1A). Fil fatt, fost il 27 firem immuni, 21 murija significantly ogħla arrikkiment punteġġi fl-Immunità-H minn fi   Immunità-M u   Immunità-L  (waħda-mod ANOVA test, P< 0.05) (Fig. 1B). Aħna misjuba20 fil-mija, 35.5 fil-mija,u44.5 fil-mijata  COVID-19  każijiet inklużi fi  Immunità-H,  Immunità-M,  u Immunità-L,   rispettivament;   kollha fifluenza każijiet kienu inklużi fi   Immunità-H; 66.7 fil-mijau33.3 fil-mijata   RSV   każijiet jappartjeni lil Immunità-H u Immunità-L, rispettivament. Dawn riżultati indicate dak l-aktar COVID-19 pazjenti jkollhom aktar dgħajfa immuni firem minn il pazjenti infettat bil oħra viruses. Dan kien evidenzjat minnildak 22 ta il 27 immuni firem murija aktar baxxi jarrikkixximent punteġġi fi COVID-19 minn fi fifluenza u/jew RSV pazjenti(Fig. 1C).

Anġjotensin-konverżjoni enzima 2 (ACE2) huwa il ospitanti ċellula riċettur ta SARS-CoV u SARS-CoV-2 [3]. Aħna misjuba dak ACE2 espressjoni livelli kienu il l-ogħla u l-aktar baxx fi  Immunità-M u Immunità-H,  rispettivament  (tnejn-denbu  Student's t-test,  P< 0.05) (Fig. 1D). IL-6 għandha kien indikat kif an avvers pronjostikatur tal-COVID-19. Notevolment, il espressjoni livelli ta IL-6 kienu il l-ogħla u l-aktar baxx fi   Immunità-M u    Immunità-H,   rispettivament(P< 0.05) (Fig.  1D). Meta il każijiet ta fifluenza u RSV ġew esklużi, il espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 kienu għadu il għoli-Est u l-aktar baxx fi  Immunità-M u  Immunità-H,  rispettivament(P< 0.05) (Fig.  1D).  Huwa indikat dak il  COVID-19  każijiet fl-Immunità-M u  Immunità-H jista jkollhom differenti pronjosi.Tabilħaqq, il COVID-19 pazjenti kienu il l-iżgħar u l-eqdem fl-Immunità-M u Immunità-H, rispettivament (Kruskal–Wallis test, P = 0.003) (Fig. 1E). Barra minn hekk, il COVID-19 pazjenti kellu il baxxEst u l-ogħla virali tagħbijiet fi  Immunità-M u  Immunità-H,rispettivament (P = 0.004) (Fig.  1F). Il- espressjoni  livelli ta ACE2u IL-6 kienu bil-maqlub korrelatati bil virali tagħbijiet fi COVID-19pazjenti (Spearman korrelazzjoni, p = — 0.29, P< 0.001,p = — 0.12, P < 0.015,="">rispettivament) (Fig. 1G). Sadanittant, aħna osservati a espressjoni qawwija   korrelazzjoni   bejn  ACE2   u   IL-6   fi   COVID-19pazjenti (Pearson korrelazzjoni R = 0.65, P< 0.001) (Fig. 1H).

B'mod ġenerali, dawn riżultati indika dak il ospitanti immuni rispons għal SARS-CoV-2  infezzjoni huwa probabbli biex tkun aktar bil-kbir disregolat minn il rispons biex il oħra viruses' infezzjoni.

Fig. 3.  Ġene moduli arrikkit fi immuni sottotipi u mard. 12 ġene moduli (indikat fi turkważ, aħdar, vjola, tan, maġenta, isfar, blu, kannella, iswed, roża,aħdar-isfar, u aħmar kuluri) significantly differenzjati dawn pazjenti minn immuni sottotip (A) u mard (B) identified minn WGCNA. Il- rappreżentant ġene ontoloġija (GO)għal ġene moduli,  korrelazzjoni koeffiċenti,  u P valuri  (fi parentesi)  huma murija. Il-Griż modulu fih mhux assenjat ġeni u għandha le  GO assoċjati bil dan.  (Għall-interpretazzjoni ta il referenzi biex kulur fi dan figura leġġenda, il qarrej huwa riferuti biex il web verżjoni ta dan artikolu.) (Għal interpretazzjoni ta il referenzi biex kulur fi danfigura leġġenda, il qarrej huwa riferuti biex il web verżjoni ta dan artikolu.)

3.2. Differenzjali espressi ġeni u mogħdijiet bejn COVID- 19pazjenti u fifluenza u RSV pazjenti

ACE2 u TMPRSS2 huma tnejn kruċjali molekuli għal SARS-CoV-2jinvaduh ospitanti ċelloli [24].  Aħna misjuba dak ACE2  espressjoni livelli kienu significantly ogħla fi  COVID-19  pazjenti minn fi b'saħħithomkontrolli, fifluenza, u RSV pazjenti (P< 0.05) (Fig. 2A). TMPRSS2espressjoni livelli kienu significantly aktar baxxi fi  COVID-19  pazjenti milli fi b'saħħithom kontrolli,  filwaqt li dan kien significantly ogħla fil-COVID-19 pazjenti minn fi fifluenza u RSV pazjenti (P< 0.05) (Fig.  2A).  Barra minn hekk,  aħna identified  41  ġeni turi significantly differenti espressjoni livelli bejn COVID-19 pazjenti u b'saħħithom kontrolli (FDR< 0.1,darbiet bidla akbar minn 2). Fosthom, 12 ġeni kodifikazzjoni traskrizzjoni fatturi (TFs) kienu uppregulated fi COVID-19 pazjenti. Il- 12 TFs inklużi five virali replikazjoni u ċellulari rispons inibituri (IFIT3, DDX58, MX1, OAS1, u TRIM22), waħda kemokine (CXCL10), tnejn interferon-gamma sinjal-ing medjaturi (XAF1 u GBP1), waħda makrofagi attivazzjoni modulator  (EPSTI1),  tnejn immuni rispons modulaturi  (STAT1  u l-EIF2AK2),   u waħda interferon's antivirali attività modulatur(IFITM3). Fil fifluenza u RSV pazjenti, 14 u 40 TF ġeni kienu regolati relattiv biex tagħhom b'saħħithom kontrolli, rispettivament. IFITM3kien il biss TF ġene komunement upregolati fi COVID-19, fifluen-za,  u  RSV  pazjenti.  Madankollu,  IFITM3  kellu significantly espressjoni aktar baxxa livelli fi COVID-19 minn fi fifluenza u RSV pazjenti u wera qawwija pożittiv espressjoni korrelazzjonijiet bil firem immuni (Fig. 2B). Għal darb'oħra, dawn riżultati indika il differenzi fi ospitanti immuni rispons fi COVID-19 kontra fifluenza u Pazjenti RSV.

GSEA identified 81 GO termini arrikkit fi COVID-19 pazjenti,li kienu prinċipalment involut fi il regolamentazzjoni ta metaboliżmu,extraċellulari matriċi,  Nollijiet-simili riċetturi  (TLRs),  Hippo sinjalar,u immuni rispons. Fil kuntrast, tnejn GO termini involut fi reg ubikwitin  u  intrinsika  immunità  kienu  irregolati  fi

COVID-19 pazjenti (Fig. 2C). Fil żieda, GSEA identified 272 termini GO arrikkit fi fifluenza pazjenti, l-aktar ta li kienu involut fil il regolamentazzjoni ta fiflammatorja u immuni risposti (Fig. 2D). 49 GO termini kienu arrikkit fi RSV pazjenti, l-aktar ta li kienu assoċjati bil immuni regolamentazzjoni  (Fig.  2E).  B'mod sorprendenti,  ħadd minn dawn GO termini kienu komunement upregolati jew downregolat fost il tlieta gruppi ta virus-infettat pazjenti,  li jindika uniku molekulari alterazzjonijiet fi kull wieħed grupp ta virus-pazjenti infettati.

Aħna ukoll immexxija a paragun ta ġene espressjoni profiles bejn il COVID-19 pazjenti u fifluenza u RSV pazjenti.Aħna misjuba  126  GO termini ħafna arrikkit fi  COVID-19,  l-aktar li minnhom kienu involut fi il regolamentazzjoni ta metaboliżmu, kimokini,u ċitokini. Fil żieda, 32 GO termini kienu irregolati fil-COVID-19, li kienu prinċipalment assoċjati bil ġenomika regolament tal-istabbiltà (Fig. 2F u Supplimentari Fig. S1A). Barra minn hekk, aħna com-imqaxxar ġene espressjoni profiles bejn Immunità-H, Immunità- M, u Immunità-L. Aħna misjuba 107 GO termini significantly upregulated fi Immunità-H kontra Immunità-L, u 136 GO termini significantly upregolati fi     Immunità-M kontra     Immunità-H (Supplimentari Fig. S1B, C, D). Kif mistenni, dawn GO termini kienu prinċipalment involut fi il regolamentazzjoni ta il immuni sistema. Kollekkttivament,  dawn riżultati indika dak il ospitanti immuni rispons għal SARS-CoV-2 huwa significantly differenti minn dak ta il oħra viruses u dak SARS-CoV-2 infezzjoni jista jaffettwaw il ospitanti metabolika proċess u ġenomika stabbiltà.

Fig. 4. Assoċjazzjonijiet bejn immuni firem u klinika karatteristiċi fi COVID-19 pazjenti. (A) Paraguni ta il arrikkiment livelli ta 27 immuni firem bejn ICU u mhux-ICU każijiet. Tnejn-denbu Student's t-test P valuri huma indikat. (B) Mappa tas-sħana turi Spearman korrelazzjonijiet bejn il arrikkiment livelli ta 27 immuni firem u klinika parametri fi COVID-19. * P< 0.05, **P< 0.01, ***P< 0.001.Il- riżultati fi (A, B) kienu miksuba minn janalizzaw il sett tad-dejta GSE157103.

3.3. Ġene moduli arrikkit fi immuni sottotipi u mard

Aħna użati  WGCNA [7]  biex jidentifikaw simili ko-espressjoni moduli tal-ġeni dak differenzjati pazjenti minn sottotip  (Immunità-H,Immunità-M,  u  Immunità-L)  jew mard  (COVID-19,  fifluenza,u RSV). Aħna identified 12 ġene moduli enfasizzat fi kuluri differenti: turkważ, aħdar, vjola, tan, maġenta, isfar, blu, kannella,iswed,  roża,  aħdar-isfar,  u aħmar  (Fig.  3A).  Kif mistenni,  l-immuni rispons, a rappreżentant GO terminu għal il isfar modulu,kien ħafna arrikkit fi  Immunità-H kontra  Immunità-M u Immunità-L  (r  =  0.26,  P  =  4.0  x  10 — 14 ). Il-  virali  traskrizzjonikien ukoll ħafna arrikkit fi Immunità-H (r = 0.77, P = 3.0  x 10 — 160 ), filwaqt li dan kien fqira fi Immunità-M (r = —0.28, P = 2 .0 x 10 — 16 ) u Immunità-L (r = —0.47, P = 2.0 x 10 —46 ). Huwa huwa rea-

raġonevoli għax għoli livelli ta virali replikazzjoni jista kawża a stronger ospitanti immuni rispons. Il- extraċellulari matriċi kien  arrikkit ħafna fi Immunità-M (r = 0.47, P = 2.0  x 10 —46 ), filwaqt li dan kienet regolata 'l isfel fi Immunità-H (r = —0.52, P =  1.0  x 10 —57 ). Id-difiża  rispons biex virus kien ukoll  upregolati  fi  Immunità-M (r  =  0.12,  P  =  5.0   x  10 —4 ),  filwaqt li  dan  kien  irregolati  fl-Immunità-L (r = —0.15, P = 1.0 x 10 —5 ) u wera le signifikorrelazzjoni ma tistax bil Immunità-H (r = 0.045, P = 0.2). Huwa indikat dik l-Immunità-M u  Immunità-L kellu il l-aktar b'saħħitha u l-aktar difiża dgħajfa rispons biex virus infezzjoni fost il tlieta sottotipi.Il- epiteljali ċellula proliferazzjoni kien ħafna arrikkit fi Immunità- L u Immunità-M, filwaqt li dan kien irregolati fi Immunità-H.

Bl-istess mod, WGCNA identified 12 ġene moduli dak significantly differenzjati dawn pazjenti minn mard (COVID-19, fifluenza, u RSV) (Fig. 3B). Notevolment, għaxra ġene moduli murija ogħla jarrikkixximent fi COVID-19 relattiv biex fifluenza u RSV. Interessanti, l-immuni rispons kien ħafna arrikkit fi COVID-19 kontra influwenza u RSV (r = 0.46, P = 8.0 x 10 —44 ). Il- difiża rispons għall-virus kien ukoll arrikkit fi COVID-19 mqabbla biex fifluenza u RSV (r = 0.1, P = 0.004). Huwa jissuġġerixxi dak COVID-19 pazjenti għandhom a aktar b'saħħitha immuni rispons biex virus infezzjoni minn fifluenza u RSV pazjenti, li jista tkun deskritt kif an fiflammatorja rispons għal antiġeniku stimolu. Fil żieda, tnejn ġene moduli għal li repriżenattiv GO termini kienu nukleu u kromożomi, rispettivament,kienu significantly upregolati fi COVID-19. Fil kuntrast, il traskrizzjoni virali kien significantly irregolati fi COVID-19 kontra influenza u RSV (r = —0.72, P = 6.0 x 10 — 127 ).

3.4. Assoċjazzjonijiet bejn immuni firem u klinika karatteristiċi fi

COVID- 19 pazjenti

Aħna aktar analizzati assoċjazzjonijiet bejn il 27 immuni signaturi u klinika karatteristiċi fi COVID-19 pazjenti fi GSE157103.Il- klinika karatteristiċi inklużi  ICU,  il  Akuta  Fiżjoloġija u Kronika Saħħa Evalwazzjoni (APACHE II), il Sekwenzjali Organ Ifalliure Valutazzjoni (SUVAN), Charlson punteġġ, C-Reattiv Proteina (CRP), D-dimer, ferritin, fibrinogen, sptar ħielsa jiem (45 jiem segwi-up), laktat, prokalċitonin, u ventilatur-ħielsa jiem. It-tnejn APACHE II u SUVAN punteġġi miżura il severità ta ICU pazjenti [25]. Il-Charlson punteġġ ibassar il għaxra-sena mortalità għal a pazjent bi a firxa ta komorbidità kundizzjonijiet [26]. Il- CRP, D-dimer, ferritin, fibrinoġenu, laktat, u prokalċitonin huma laboratorju kejl li għoli livelli kienu korrelatati bil il severità ta COVID-19 [27]. Notevolment, aħna misjuba dak 20 immuni firem kellu significantly aktar baxxi arrikkiment livelli  (ssGSEA punteġġi)  fi  ICU  minn fin-non-ICU pazjenti (P< 0.05) (Fig. 4A). Biss tnejn immuni firem(tip II IFN rispons u fiflammatorja ċitokini) kellu significantly ogħla ssGSEA punteġġi fi ICU minn fi mhux-ICU pazjenti. Barra minn hekk,l-aktar ta dawn immuni firem' ssGSEA punteġġi kienu korrelatati negattivament bil il livelli ta CRP, D-dimer, ferritin, fibrinogen, laktat, u prokalċitonin (Fig. 4B). Fil kuntrast, a maġġoranza ta dawn immuni firem' ssGSEA punteġġi kienu pożittiv korrelatati ma sptar blajiem u ventilatur-ħielsa jiem.  Kollettivament,  dawn ir-riżultati jissuġġerixxi dak elevati immuni firem huma probabbli biex ikunu assoċjati bil a aħjar pronjosi fi COVID-19 pazjenti.

4. Diskussjoni u konklużjonijiet

Respiratorji passaġġ infezzjoni huwa responsabbli għal bla bżonn mard piż[28]. Il- intrinsika u adattivi immuni risposti biex virus respiratorju infezzjoni huma kritika għal sostenn a b'saħħithom respiratorja sistema u prevenzjoni pulmonari mard [29]. Għalkemm COVID-19 ishma ċerti primarja sintomi bil fifluenza u RSV [30,31],tagħha trażmissibbiltà u distruttività bogħod jaqbeż fifluenza u RSV [1]. Il- uniku ospitanti immuni rispons fi COVID-19 pazjenti jistgħu bil-kbir tikkontribwixxi biex dan mard's għoli trażmissibbiltà u distruttività  [32].  Għal eżempju,  SARS-CoV-2  infezzjoni ma jistax dejjem jimpjegaw interferon produzzjoni iżda dewmien jew irażżan l-interferon II jew III produzzjoni fi pulmun tessuti [33].

Fuq infezzjoni, il fifluenza virus huwa rikonoxxuti minn ospitanti ċelluli permezz patoġenu-assoċjati molekulari mudelli  (PAMPs)  [34].PAMPs huma rikonoxxuti minn TLRs, RIG-I, u NLRP3 biex jiġġeneraw pro-fiflammatorja ċitokini u tip I interferon produzzjoni, li għandha qawwija antivirali attività minn jillimitaw virus replikazzjoni fi ċelluli ospitanti. Tip I interferoni jista jinduċu STAT attivazzjoni u traskrizzjoni ta il interferon-stimulat ġene biex fifluenza intrinsika u adattivi immuni risposti.  Barra minn hekk,  ospitanti immuni ċelluli jirreklutaw alveolari makrofagi biex attiva apoptotiku fiflvirus uenza-infettat ċelloli,  filwaqt li demm-derivati makrofagi infettat bi fifluenza viruses jipproduċi kbar ammonti ta    pro-fiflammatorja ċitokini [34]. RSV infezzjoni iqanqal a qawwija immuni intrinsika rispons, speċjalment respiratorja passaġġ newtrofili rispons[35]. Il- quċċata ta newtrofili rispons spiss jaqbel bil maxi-omm klinika severità u virali tagħbija. Madankollu, għax RSV infezzjoni jista tnaqqasilnaturali qattiel  (NK)  ċellula għadd biex jirregolaw il inflammatorja rispons, a aktar baxxi NK ċellula għadd huwa korrelatati b'aktar serju infezzjoni [36].  Fuq akuta infezzjoni,  il immuni adattivi rispons fost RSV pazjenti huwa attivat via reklutaġġ CD8plusT ċelloli biex ċara viruses. Sadanittant, B ċelloli play an rwol importanti fi il produzzjoni ta protettiva antikorpi. RSV infezzjoni iqanqal ukoll interferon II produzzjoni, li jilgħab a qawwija rwol protettiv kontra virus infezzjoni [37].  Tagħna riżultati murija li mqabbla biex COVID-19, fifluenza u RSV pazjenti suscitat a stronger intrinsika immuni rispons, e.g., aktar interferoni I produzzjoni,makrofagi, NK ċelloli, u dendritiku ċelloli. Barra minn hekk, fifluenzau  RSV  pazjenti suscitat a  aktar b'saħħitha adattivi immuni rispons deskritt minn aktar B u T ċellula produzzjoni.

Imqabbla biex fifluenza u RSV, COVID-19 huwa probabbli biex display aktar baxx immuni firem u ogħla  IFN  II  produzzjoni,  iwassal għal miskin pronjosi u agħar riżultati. Il- intrinsika u immuni adattivi risposti huma significantly aktar baxxi fi  COVID-19  minn ġol oħra viruses-infettat pazjenti,    filwaqt li proteina kimoattrattiva-1 (IL-6) huwa upregolati fi COVID-19 pazjenti. Sadanittant,aħna misjuba dak pro-fiflammatorja ċitokini kienu notevolment ogħla fi COVID-19 minn fi fifluenza u RSV pazjenti. Fil kuntrast,kontra-fiflammatorja ċitokini kienu significantly aktar baxxi fi COVID-19pazjenti, li jista iddeskrivi il ċitokini maltempata fost COVID- 19 pazjenti. Interessanti, COVID-19 pazjenti murija a  espressjoni ogħla ta ċitolitiku perforin minn il pazjenti infettat mal- oħra viruses. Madankollu, peress li perforin's importanti rwol gideb ġol ċitotossiċi attività kontra patoġeni, anormali produzzjoni ta’ dan proteina jista’ tkun responsabbli għal reżistenza biex il attività ċitotossika ta NK  u  CD8plusT  ċelloli.  Huwa għandha kien murija dak patoġenu fil-mira ċelloli jista’ jimpjegaw varji ħarba mekkaniżmi kontra perforin attività [38].

Il- raggruppament analiżi wera dak    Immunità-M u Immunità-L kenn80 fil-mijata COVID-19 pazjenti, jissuġġerixxi li l-aktar COVID-19 pazjenti jkollhom an inadegwat immuni rispons għall-virus infezzjoni. Barra minn hekk, aħna misjuba dak molekulari u karatteristiċi kliniċi kienu significantly differenti bejn COVID-19 pazjenti fl-Immunità-M u Immunità-H. Għal eżempju, Immunità-M pazjenti kellhom significantly ogħla espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 filwaqt li aktar baxxi virali tagħbijiet minn Immunità-H pazjenti. Immunità-M pazjenti kienu iżgħar minn Immunità-H pazjenti. Il- aktar baxxi virali tagħbijiet fl-Immunità-M minn fi Immunità-H pazjenti jista’ spjega għaliex ta qabel kellu a aktar dgħajfa immuni rispons minn il tal-aħħar. Fil żieda,aħna misjuba dak il espressjoni livelli ta ACE2 u IL-6 kellu a korrelazzjoni negattiva bil virali tagħbijiet fi  COVID-19  pazjenti. Il- negattivassoċjazzjoni bejn ACE2 u virali tagħbijiet jista’ tkun attribwit għal dak ACE2 jista tnaqqas virali tagħbijiet [39].

Interessanti, iżgħar COVID-19 pazjenti jkollhom a aktar baxxi rispons immuni u inqas virali tagħbijiet fi Immunità-M minn anzjani pazjenti fi Immunità-H. A potenzjal spjegazzjoni jista’ tkun dak il immunisistema huwa spiss ma jiffunzjonax u eteroġenja fi anzjani nies[40]. Permezz tixjiħ, il immuni sistema spiss bidliet fi tnejn modi[40]. Waħda huwa immunosenescence; dak huwa, ma jiffunzjonax ċelloli isiru epiġenetikament msakkra fis a  pro-fiflammatorja Stat,  ċitokini li joħorġu u kimokini. Il- oħra waħda huwa fiflamm-tixjiħ li jinqalgħuminn il attiva żżejjed u ineffettiv twissija sistema [40]. Fil żieda,meta anzjani alveolari TLRs tiskopri il patoġenu, huma iwieġeb billi tipproduċi tip I interferoni biex jattiraw immuni ċelloli biex il sit ta' infezzjoni.  Barra minn hekk,  għalkemm il numru ta makrofaġi jiżdiedu bil età, tagħhom plastikità biex jikkonvertu bejnpro-ukontra-fiflammatorja stati huwa imnaqqsa  [33].  Għalhekk,  il immuni ogħla firem fi Immunità-H huma probabbli biex tkun assoċjati ma jiffunzjonax immuni risposti fi anzjani COVID-19 pazjenti, ċomb-ing biex agħar klinika riżultati, kif osservati fi il preċedenti riżultati.Barra minn hekk, aħna misjuba dak IFITM3, a ġene playing a kritika rwol fi projiċċaqlaq il immuni sistema's difiża kontra viruses, kienb'mod sinifikanti irregolati fi  COVID-19  kontra fifluenza u  Pazjenti RSV.  Għal darb'oħra,  dan jissuġġerixxi an inadegwat immuni rispons fil-COVID-19 kontra fifluenza u RSV pazjenti, għalkemm il livelli ta pro-fiflammatorja ċitokini huma notevolment ogħla fi COVID- 19 minn fi fifluenza u RSV pazjenti.