脑肿瘤中的SARS-CoV-2感染及其与肿瘤免疫微环境改变的相关性

SARS-CoV-2 infection in brain tumors and the association with alterations in the tumor immune microenvironment.

作者信息Weikang Chen, Haojie Bai, Maoling Tian, Yanxia Huang, Depei Li, Luyao Wu, Wei Li, Lei Zhou, Wange Lu, Xiaoxing Li, Linyi Liu, Xiaobing Jiang
PMID41699976
发布时间2026-02-16
DOI10.20892/j.issn.2095-3941.2025.0468

实验完整度

研究包含患者样本检测(qRT-PCR、IHC)、细胞类型定位(免疫荧光)、转录组测序及通路富集分析,并进行补体激活的免疫组化验证。

主要模型

脑肿瘤组织样本(颅咽管瘤、PitNETs、脑膜瘤、胶质瘤)

重点核对

脑肿瘤样本中SARS-CoV-2 RNA的检测(qRT-PCR) SARS-CoV-2核衣壳蛋白的免疫组化检测 免疫细胞浸润密度(CD68、CD3、CD4、CD8、CD20) 补体成分(C1q、C3)的沉积 SARS-CoV-2受体表达(ACE2、TMPRSS2、CD147、NRP1)

摘要

目的:最近的临床证据表明,SARS-CoV-2在人脑组织中的持续存在与各种神经系统症状相关。虽然脑肿瘤具有独特的血管异常和免疫抑制环境,但尚不清楚SARS-CoV-2是否可以感染脑肿瘤。方法:在广州市SARS-CoV-2 BA.5波期间,从72名COVID-19患者的队列中收集脑肿瘤样本。通过定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)和免疫组织化学(IHC)染色确认了SARS-CoV-2感染。使用IHC评估肿瘤组织内的免疫细胞浸润。进行RNA测序以研究脑肿瘤中的病毒-宿主相互作用。结果:检查了72名COVID-19患者的脑肿瘤样本,在11%的样本中检测到SARS-CoV-2 RNA,包括颅咽管瘤、垂体神经内分泌肿瘤(PitNETs)、脑膜瘤和胶质瘤的样本。在这些脑肿瘤中,肿瘤细胞和内皮细胞中存在SARS-CoV-2感染。SARS-CoV-2阳性肿瘤具有更大的免疫细胞浸润,特别是胶质瘤和垂体PitNET中CD8+ T细胞的增加,以及先天信号通路的激活。转录组分析显示,肿瘤内补体级联的激活可能驱动SARS-CoV-2阳性肿瘤的免疫微环境变化。结论:这些发现提供了SARS-CoV-2感染脑肿瘤的证据,并提示其在改变肿瘤免疫抑制微环境中的作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SARS-CoV-2能否感染人脑肿瘤,以及感染是否与肿瘤免疫微环境的改变相关?
核心机制
SARS-CoV-2感染通过激活经典补体级联反应,募集CD8+ T细胞和巨噬细胞,从而改变肿瘤免疫抑制微环境。
主要证据
在72名COVID-19患者的脑肿瘤样本中,8份(11%)检测到SARS-CoV-2 RNA,免疫组化显示病毒蛋白存在于肿瘤细胞和内皮细胞中,阳性肿瘤中CD8+ T细胞浸润增加,转录组和免疫组化证实补体激活。
研究意义
该研究首次提供了SARS-CoV-2感染多种原发脑肿瘤的人体组织证据,并表明感染可能短暂逆转脑肿瘤的免疫抑制状态,为免疫调节治疗策略提供了新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者样本收集与SARS-CoV-2 RNA检测

确定脑肿瘤组织中是否存在SARS-CoV-2病毒RNA。

收集72名COVID-19患者的99份组织样本,包括脑肿瘤、副癌组织、蝶窦黏膜和脑脊液,通过qRT-PCR检测病毒N和ORF1ab基因。

2

病毒蛋白和受体表达分析

确认病毒蛋白在肿瘤组织中的表达,并探究病毒进入细胞的潜在受体。

使用免疫组化检测SARS-CoV-2核衣壳蛋白,使用免疫荧光检测ACE2、TMPRSS2、CD147、NRP1的表达,并通过共染色验证病毒蛋白在肿瘤细胞和内皮细胞中的定位。

3

免疫细胞浸润分析

比较SARS-CoV-2阳性和阴性脑肿瘤中免疫细胞浸润的差异。

使用IHC检测CD68、CD3、CD4、CD8、CD20等免疫细胞标志物,并定量分析阳性细胞密度。

4

转录组测序和通路分析

揭示SARS-CoV-2阳性肿瘤中基因表达变化和富集的信号通路。

对16个脑肿瘤样本进行RNA-seq,进行GO和KEGG富集分析及GSEA分析。

5

补体激活验证

验证SARS-CoV-2阳性肿瘤中补体级联的激活及其与免疫浸润的关系。

通过IHC检测C1q、C3、IgG、IgM的沉积,并通过多重免疫荧光分析补体成分与CD68+巨噬细胞和CD8+ T细胞的共定位。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RNeasy微型试剂盒Qiagen74106
封片剂ZSGB-BIOZLI-9516
KFbio扫描仪--KF-PRO-020
Branch TSA四色组合试剂盒TissueGnostics--
DAPISolarbio--
TRIzol试剂Invitrogen--
Nanodrop 2000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
mRNA纯化试剂盒Invitrogen--
Illumina Hiseq 4000测序仪Illumina--
抗SARS-CoV-2核衣壳蛋白抗体Sino Biological40143-MM05
抗NRP1抗体Proteintech60067-1-Ig
兔抗CD31抗体Cell Signaling Technology77699S
兔抗ACE2抗体Sino Biological10108-T24
兔抗TMPRSS2抗体Proteintech14437-1-AP
小鼠抗CD147/BSG抗体Proteintech66443-1-Ig
抗CD3抗体CST85061s
抗CD4抗体Abcamab133616
抗CD8抗体Abcamab93278
抗CD8抗体Proteintech66868-1-Ig
抗CD20抗体Abcamab9475
抗CD68抗体CST76437s
抗C3抗体HuabioET7106-75
抗C1q抗体HuabioHA721439
抗IgG抗体ZSGB-BIOZA-0448
抗IgM抗体ZSGB-BIOZA-0450
抗TTF1抗体Proteintech66034-1-Ig
兔抗GFAP抗体Proteintech16825-1-AP
抗MUC1抗体HuabioHA601142
抗panCK抗体HuabioHA601138
抗PD-1抗体Proteintech18106-1-AP
抗IFN-γ抗体AbcamAB231036
抗FOXP3抗体Proteintech22228-1-AP
QuPath----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者队列
COVID-19确诊时间、脑肿瘤类型、样本数量
阅读提示:Methods: Patients and samples
病毒RNA检测
qRT-PCR靶基因、阳性判断标准(CT值)
阅读提示:Methods: RNA extraction and SARS-CoV-2 RNA quantification
免疫组化
抗原修复条件、抗体稀释度、染色定量方法
阅读提示:Methods: Immunohistochemistry (IHC) and immunofluorescence assay (IFA)
免疫细胞定量
标志物、随机视野数、定量方法
阅读提示:Methods: Quantification of immune cells
RNA-seq分析
分析方法、参考基因组、差异表达阈值
阅读提示:Methods: Bulk RNA sequencing and data analysis
补体检测
抗体、染色强度定量
阅读提示:Methods: Antibodies and reagents; Results: Complement activation