成果盘点

p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/62139129-db23-4bbb-8cbc-637d0cd43a9b.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-indent: 2em " 自2009年单细胞测序技术问世，2013年单细胞测序技术被Nature Methods评为年度技术以来，它越来越多被应用在科研领域。 strong 2015年以来随着10X Genomics、Drop-seq、Micro-well、Split-seq等技术的出现，彻底降低了单细胞测序的成本门槛 /strong 。自此单细胞测序技术被广泛应用于基础科研和临床研究，相应成果也备受CNS青睐，文章如雨后春笋般频频出现在高分杂志。2018年单细胞测序技术的研究成果涉及到 strong 肿瘤微环境、免疫治疗，动植物胚胎发育，心血管疾病的发生发展机制 /strong 等众多领域，单细胞检测新技术也是层出不穷，博奥晶典日前对该领域的突破与变革进行了盘点。 br/ /p p 　　 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 单细胞测序之肿瘤微环境 /strong /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. Nature及Nature Medicine两连发：北京大学张泽民教授课题组重磅解析结直肠癌和肺癌免疫微环境 /span /strong /p p 　　2018年6月、10月张泽民教授课题组分别在Nature Medicine和Nature发布重大研究成果，在单细胞水平绘制肺癌和结直肠癌T细胞免疫图谱，揭示了肺癌和结直肠癌T细胞的亚群分类、组织分布特征、肿瘤内群体异质性及药物靶基因表达情况，鉴定了跨组织分布的T细胞类群及亚群间潜在的状态转换关系，这对于肺癌和结直肠癌的诊断和治疗具有重大意义。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/7906f0e2-5b3c-41f4-99ad-85ed22ec68c2.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 600" height=" 258" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 258px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. Cell：美国研究团队绘制目前规模最大免疫细胞图谱，探索乳腺癌免疫微环境 /span /strong /p p 　　2018年8月23日，美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心团队，使用单细胞转录组测序，分析了人乳腺肿瘤以及配对的正常乳腺组织，外周血和淋巴结4个组织来源的共47016个免疫细胞的基因表达特征。揭示肿瘤内淋巴细胞和髓系细胞的异质性，与正常乳腺组织相比表现出显著的表型扩增。这种异质性通过各种环境刺激反应引起的组合基因的表达，且TCR的特异性参与了T细胞组合基因表达的形成。所观察到的T细胞状态的连续性变化颠覆了之前较少分化或激活离散状态形成的肿瘤微环境的经典概念。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/1aec8376-6555-4e79-bf34-d215a679860b.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 3. Cell：以色列研究团队使用单细胞转录组测序揭示黑色素瘤肿瘤浸润T细胞的转录组异质性和分化途径 /strong /span /p p 　　2018年12月，以色列Ido Amit实验室李汉杰博士等通过对25名黑色素瘤患者肿瘤中免疫细胞的单细胞转录组测序和单细胞TCR测序分析，绘制黑色素瘤详尽的免疫细胞图谱。该研究发现尽管不同免疫细胞亚型存在于大多数患者中，但是它们的相对丰度在不同患者中存在很大差异。此外，尽管丰度不同，所观察到的CD8T细胞的的分化途径却是高度保守的。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/4bcc0345-c9ed-4d27-b43f-7651eb206877.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之人脑“中央处理器” /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. Nature：中国科学家王晓群等人首次解析人脑“中央处理器”，领先美国脑计划 /span /strong /p p 　　2018年3月，中国科学家团队在国际顶级期刊Nature发表重要研究成果，研究团队使用单细胞转录组测序分析了2300多个来源于8~26孕周、尚处于发育阶段的人类前额皮质细胞。该研究明确了细胞构成、重构了这些神经细胞类型之间的发育谱系关系，比美国“脑计划中的细胞图谱部分”快了一步。 这为解答前额叶皮层如何参与“思考和思想形成”这一关键问题的后续研究提供了高精度的细胞图谱，是前额叶皮层发育研究史上的重要突破和重大进展。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之细胞图谱 /span /strong /p p 　　自2017年，“人类细胞图谱计划”开展以来，2018年进展神速，3月，Sanger研究所官网宣布，完成了25万个发育细胞测序。研究成果已经陆续Online，为我们后续使用单细胞测序开展研究提供了丰富的数据资源。 /p p 　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　1. Science：7万个肾组织单细胞测序数据，揭示肾癌细胞身份标签 /span /strong /p p 　　2018年8月10日，英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格学院研究所在Science发表题为“Single-cell transcriptomes from human kidneys reveal the cellular identity of renal tumors”的文章，该研究通过分析72501个肾组织细胞的转录组数据特征，并结合了对应肾癌组织的全基因组测序数据，鉴别了正常的肾细胞和癌变的肾细胞，精确地解释了人类肾癌各组分及对应的细胞特征。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/8896820f-d722-4fc0-b39e-f63910fef3e3.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. Nature：7万个单细胞测序数据，绘制了人类妊娠6-14周胎盘最详细细胞图谱 /span /strong /p p 　　2018年11月15日，英国剑桥桑格研究所的研究人员在Nature上发表了题为“Single-cell reconstruction of the early maternal–fetal interface in humans”的研究成果，该研究对妊娠早期(6~14周)胎盘的约7万个细胞进行单细胞转录组测序并绘制了胎盘细胞图谱，为理解人类妊娠早期胎盘的细胞组成和细胞通讯带来了新见解。此外，这项研究还探索了对妊娠成功至关重要的维持生理环境稳定的机制。 /p p 　　该研究发现了个别细胞亚群的特化功能，并鉴定出了可能有助于使有害母体免疫反应最小化的调控互作。此外，该研究还鉴定出了蜕膜自然杀伤细胞(dNK，decidual natural killer)的三个主要亚群。在初次妊娠期间，dNK1亚群细胞与特定的胎盘细胞之间的互作可能使dNK1细胞能够更加有效地应答再次妊娠时的胎盘植入。这些发现为理解早期妊娠提供了重要信息，对提高妊娠相关疾病的诊疗具有一定意义。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/08298ac6-3361-4cbf-9217-6a11afe3c76c.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 3. Cell：1500个样品的单细胞测序数据，构建出人类迄今最详尽免疫细胞图谱 /span /strong /p p 　　2018年11月15日，美国拉霍亚免疫学研究所的研究人员在Cell发表了题为“Impact of Genetic Polymorphisms on Human Immune Cell Gene Expression”的研究成果，并构建了DICE数据库(https://dice-database.org/)分享他们的数据，通过该数据库，全世界的科研学者可以探究这些数据，探究他们与基因、细胞类型或者疾病存在的关联。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/9da30748-f8a7-477a-abb6-0790852c2691.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之胚胎和组织器官发育 /span /strong /p p 　　一个受精卵，如何从单细胞发育分化为不同的细胞类型，一个成熟的组织或者器官又是如何一步步发育而来，一直是个未解之谜。单细胞测序的出现为解开这些谜团提供了强有力的工具。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. PNAS：10X 平台国内首篇科研论文，发现肺泡发育和再生的新机制 /span /strong /p p 　　2018年2月，北京生命科学研究所的汤楠、蔡涛团队，使用单细胞转录组测序技术在肺泡发育和再生研究领域取得突破性进展，发现肺泡I型细胞(ATI)在肺泡发育和再生过程中存在异质性，lgfbp2是一种高度特异性的AT1细胞终末分化标记，为肺部疾病和肺再生功能的遗传和细胞机制提供了重大参考。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/6d766f8d-6e2d-489d-ad72-6ae591c3374e.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" width=" 600" height=" 257" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 257px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. 3篇Science长文：揭开早期胚胎发育神秘面纱 /span /strong /p p 　　2018年4月26日，哈佛大学的科研团队在Science杂志同时发表三篇文章，用单细胞转录组测序技术绘制了斑马鱼和非洲蟾蜍胚胎发育过程的细胞图谱，研究成果为我们理解发育生物学提供了重大线索。 /p p 　　通讯作者之一Allon Klein在哈佛医学院官方新闻中表示，“通过单细胞测序技术，我们现在可以在一天的工作中重复出过去数十年来关于生命早期阶段细胞命运决定的研究(With single-cell sequencing, we can, in a day’s work, recapitulate decades of painstaking research on the decisions cells make at the earliest stages of life)”。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/7199c918-8557-4804-a0b8-343c3ef1c1a0.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　 strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之单细胞转录组测序新技术 /span /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. Cell：浙江大学郭国骥团队创建基于Micro-well单细胞检测技术，绘制国际首张哺乳动物细胞图谱 /span /strong /p p 　　2018年2月23日，浙江大学医学院郭国骥团队在Cell杂志发表了题为“Mapping the Mouse Cell Atlas by Microwell-seq”的科研论文。该研究成果利用实验室自己开发的一套Microwell单细胞测序检测技术，对小鼠近50种组织器官的40多万细胞进行了单细胞转录组测序，绘制了国际首个哺乳动物的细胞图谱。该技术不仅提高了单细胞技术的检测丰度，检测费用相对于油滴包裹的单细胞测序技术降低了一个数量级。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/b9f8b3e8-619e-4ac4-b9c6-65ac2dda25ff.jpg" title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-indent: 2em " 基于Micro-well的单细胞转录组测序技术原理 /span /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. Science：SPLit-seq将单个细胞的转录组测序建库成本降至1美分 /span /strong /p p 　　2018年3月16日，美国艾伦研究所和华盛顿大学的研究团队在Science发表科研论文，该技术通过成本低廉的组合条形码原理，将单细胞转录组测序成本降低到1美分，从而使单细胞转录组测序这个高大上的技术彻底“平民化”，再一次打破了单细胞检测的费用门槛。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/1f6830ff-bda2-4278-aa44-55dbeea3ceb6.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之单细胞其他组学检测技术 /span /strong /p p 　　2018年单细胞检测新技术频出，为我们更好认识细胞和开展单细胞水平的研究提供了丰富的解决方案。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. BD公司单细胞靶向基因检测方案推出，灵活的订制体系为单细胞检测技术走向转化提供了温床 /span /strong /p p 　　2018年1月，BD公司基于Micro-well检测原理推出BD Rhapsody单细胞测序平台，靶向基因的检测更有利于低表达基因的检出。针对乳腺癌、免疫反应、T细胞、干细胞等设计了多个Panel，大幅降低了单细胞测序检测费用，使得单细胞测序技术走向临床转化成为可能。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c5ded522-4d7b-4c03-a023-d7c5fac06a79.jpg" title=" 12.jpg" alt=" 12.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. 10X Genomics单细胞CNV解决方案推出，助力大规模单细胞基因组检测 /span /strong /p p 　　2018年6月，10X Genomics公司推出单细胞CNV解决方案，该方案基于Droplet的原理可以并行分析数千个细胞的单细胞DNA，并通过基因组比对获取每个细胞在基因组不同位置的倍性。该解决方案使单细胞基因组学研究得以加速，从单个细胞到群体单细胞研究。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/53fff5ce-65fd-4f2e-a9c1-a731846e73c3.jpg" title=" 13.jpg" alt=" 13.jpg" width=" 600" height=" 169" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 169px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 3. BD公司Abseq检测技术，推动单细胞表面蛋白检测 /span /strong /p p 　　2018年9月，BD公司利用其多年在流式检测和抗体检测的经验，推出单细胞细胞表面蛋白解决方案，BD Abseq assay。该技术将高质量的抗体和寡核苷酸结合在一起，使得科研人员能够在BD平台开展单细胞表面蛋白的检测。此外，通过改进该技术还可以与单细胞RNA同时检测，完整揭示出单个细胞内基因和蛋白在生物学系统中的作用。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c066cdd1-360d-4789-b890-ab55f1299506.jpg" title=" 14.jpg" alt=" 14.jpg" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 300px " / /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 4. 10X Genomics单细胞检测技术与ATAC-seq强强联合：推出首个大规模单细胞表观遗传学解决方案——单细胞ATAC检测技术 /span /strong /p p 　　Science和Nature在2015年分别发表了《通过标记组合细胞研究单细胞染色质可及性》和《单细胞染色质可及性揭示转录调控机理》两篇文章。这两篇论文先后提出利用单细胞ATAC-seq技术对染色质可及性进行检测，探索细胞转录调控机制，解决了以往存在的细胞异质性难题，成为ATAC-seq技术的一大突破。 /p p 　　2018年10月，10X Genomics单细胞ATAC-seq解决方案正式推出，其基于10X Genomics Chromium平台，在单细胞水平对细胞染色质开放区域进行检测的新技术。可用于绘制细胞染色质开放区的单细胞图谱，是一种单细胞水平研究表观遗传学的有效手段。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/56d308fc-04d3-40fe-a076-aac1026893ba.jpg" title=" 15.jpg" alt=" 15.jpg" width=" 600" height=" 293" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 293px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 5. The Scientist评选2018年十大创新技术，10X Genomics单细胞免疫组库检测技术荣获第4 /span /strong /p p 　　2018年12月，在10X Genomics公司先后推出针对人和小鼠的单细胞TCR+BCR检测方案后，科学家杂志对此给予高度评价，年底的十大创新技术评选中，该技术荣获第4。单细胞免疫组库检测除了可以获取单细胞的基因表达数据外，还可以获取编码免疫细胞表面受体(TCR/BCR)的基因序列信息,借此我们可以轻松地获取到一个细胞内的α链β链，以及重链轻链的组合信息，为我们更为全面的认识免疫细胞提供了精细准确的解决方案。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/b35a2172-9071-4a63-995f-c7547c9019f5.jpg" title=" 16.jpg" alt=" 16.jpg" width=" 390" height=" 500" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 390px height: 500px " / /p p style=" text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 单细胞测序之细胞空间定位 /span /strong /p p 　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　1. Cell：斯坦福大学科研团队首次发现肿瘤细胞和免疫细胞的结构化空间分布 /span /strong /p p 　　2018年9月6日，斯坦福大学科研团队在Cell发表题为“A Structured Tumor-Immune Microenvironment in Triple Negative Breast Cancer Revealed by Multiplexed Ion Beam Imaging”的研究论文，该文章改善了原位成像检测一两个蛋白这种低通量的检测手段，使用不同的同位素标记36个蛋白，然后通过离子束激发，产生对应的离子信息，从而获得多个蛋白在单细胞水平的信息。通过该技术，我们可以系统地理解乳腺癌肿瘤细胞和不同种类免疫细胞的空间分布特征，而获取到这些信息，也能更为精确地帮我们认识不同患者的细胞分布特征，进而评估免疫治疗的预后。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/798c3809-8e27-485b-b87d-e4cb1ab68ab2.jpg" title=" 17.jpg" alt=" 17.jpg" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 300px " / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 2. 2018年12月，10X Genomics收购Spatial Transcriptomics，拓展“空间基因组学”业务 /strong /span /p p 　　该技术将组织学和基因表达分析相结合，结合显微镜成像技术和RNA测序技术，可以从一片完整的冰冻组织切片中，获取切片上不同位置细胞中的完整转录组数据。它不仅可以获取单细胞的基因数据，还可以比较组织不同部位的细胞基因信息变化，了解细胞间的相互作用，在肿瘤学、神经科学和免疫学等疾病领域提供了丰富的可能性和广阔的应用前景。 /p

中科院公布了2020年度科技成果转移转化亮点工作和科技创新亮点成果，其中　　中科院2020年度科技成果转移转化亮点工作共6项，分别为：　　1. 千吨级“液态阳光”合成项目示范成功　　2. 中国科大“托珠单抗+常规治疗”进入新冠肺炎第七版诊疗方案　　3. 中国首台无烟煤原料循环流化床气化装置成功投运　　4. 中科院合作研发新冠重组蛋白疫苗及中和抗体进入临床　　5. 中科院联合研发新冠病毒灭活疫苗进入临床三期试验　　6. 自动分拣设备让“汗水物流”变“智慧物流”　　中科院2020年度科技创新亮点成果共12项，分别为：　　1. 新冠肺炎抗疫科研攻关取得系列重要进展　　2. 助力嫦娥五号月球样品采集 嫦娥四号成果持续产出　　3. 中科院科技成果经受住“奋斗者”号万米深潜试验检验　　4. 全面发力参与北斗三号全球卫星导航系统研制建设　　5. 第二次青藏科考成果支撑国家生态文明建设　　6. “中国天眼”通过国家验收正式开放运行并取得一批科研成果　　7. 量子通信与量子计算等研究取得突破　　8. 揭示蝗虫聚群成灾的奥秘　　9. 古DNA揭秘中国史前人群迁徙动态与族群源流　　10. “慧眼”直接测量到迄今宇宙最强磁场　　11. 科技支撑联合国《2030年可持续发展议程》实施取得重要成果　　12. 在磁性外尔半金属中首次提出“自旋轨道极化子”新概念　　千吨级“液态阳光”合成项目示范成功　　完成单位：中国科学院大连化学物理研究所　　2020年10月15日，由中国科学院大连化学物理研究所、兰州新区石化产业投资集团有限公司和华陆工程科技有限责任公司联合开发的千吨级液态太阳燃料合成(“液态阳光”)示范项目成功运行。该项目发展了两项催化技术，电解水制氢和二氧化碳催化合成绿色甲醇，集成创新了液态太阳燃料合成全流程工艺装置，具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先。该项目将二氧化碳作为碳资源进行转化，首次将太阳能规模转化为液体燃料，提供了高压输电之外的太阳能利用新途径，为我国实现碳中和目标提供了切实可行的全新技术。　　 “液态阳光”示范项目工厂　　中国科大“托珠单抗+常规治疗”进入新冠肺炎第七版诊疗方案　　完成单位：中国科学技术大学　　2020年3月3日，由中国科学技术大学生命科学与医学部和附属第一医院联合攻关团队研究提出的“托珠单抗+常规治疗”免疫治疗方案作为新冠肺炎重症、危重症治疗手段，被列入《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》向全国推广。研究团队发现，白细胞介素-6(IL-6)是诱发新冠肺炎患者体内炎症风暴的重要通路，进而提出“托珠单抗+常规治疗”全新治疗方案，对于双肺广泛病变者及重型患者且实验室检测IL-6水平升高者，可试用“托珠单抗”治疗。临床数据显示，该治疗方案可通过阻断炎症风暴进而阻止患者向重症和危重症转变，缩短患者住院和在ICU治疗的时间，改善患者预后。　　 托珠单抗阻断炎症风暴示意图　　中国首台无烟煤原料循环流化床气化装置成功投运　　完成单位：中国科学院工程热物理研究所　　我国首台以无烟煤为原料的循环流化床气化装置在贵州安顺宏盛化工成功投运，该装置采用了中国科学院工程热物理研究所循环流化床气化技术，运行效果优良、降本增效显著。无烟煤反应活性低，其转化利用一般采用固定床气化技术，生产自动化程度低，含酚废水排放和焦油污染问题严重。贵州安顺煤属低质无烟煤，灰分高、活性低，气化难度大。该装置实现了安顺无烟煤的高效清洁气化，充分验证了循环流化床气化技术极强的煤种适应性，每年可为企业节约运营成本6600余万元。该装置的顺利投运为合成氨企业摆脱关停困境、实现技术升级提供了经济适用的解决方案，有利于提升我国合成氨领域的环保水平。　　 贵州安顺无烟煤循环流化床气化装置　　中科院合作研发新冠重组蛋白疫苗及中和抗体进入临床　　完成单位：中国科学院微生物研究所等　　2020年12月10日，中国科学院微生物研究所和安徽智飞龙科马生物制药有限公司共同研发的新冠重组蛋白疫苗Ⅲ期临床试验在乌兹别克斯坦正式启动。这是国内第一个获批临床试验的新冠重组蛋白疫苗，I期和II期临床试验结果显示出良好的安全性和免疫原性。微生物研究所拥有该疫苗的独立知识产权，该疫苗与基于RBD单体的疫苗相比，免疫原性大幅提高，与传统灭活疫苗相比，生产安全性好、成本低，更易于大规模生产。　　中和抗体是治疗新型肺炎的创新型特效药物。微生物所从新冠康复患者血清中筛选出多株高活性中和抗体，阐明抗体中和机制，申请了4项专利。上海君实生物医药科技有限公司获得一项专利实施许可授权，在2020年6月上旬获得国家药品监督管理局和美国FDA的临床试验许可，2020年12月14日在美国进入III期临床试验。这是国内首个进入临床试验的抗体药物，也是全球第一个完成非人灵长类动物实验后开展健康人群临床试验的新型肺炎治疗性抗体。　　 新冠重组蛋白疫苗产品样品　　 新冠病毒全人源单克隆抗体研发样品　　中科院联合研发新冠病毒灭活疫苗进入临床三期试验　　完成单位：中国科学院武汉病毒研究所等　　为有效预防和控制新型冠状病毒的扩散和流行，中国科学院武汉病毒研究所依托中科院武汉国家生物安全实验室与国药集团中生武汉生物制品研究所有限责任公司合作开展了灭活疫苗研发。武汉病毒所完成了灭活疫苗的免疫原性和保护效力的评价，结果显示灭活疫苗具有良好的保护效果。2020年4月12日，武汉病毒所和武汉生物制品所联合申报的新型冠状病毒灭活疫苗通过国家药品监督管理局特别审批程序，获得I和II期临床试验批件。2020年6月24日，该灭活疫苗获得阿联酋卫生部颁布的III期临床试验批准证书，成为全球第一款获批III期临床试验的新冠灭活疫苗。为满足临床应急使用需求，中科院武汉国家生物安全实验室进行了灭活疫苗的规模化应急生产。　　新型冠状病毒灭活疫苗产品　　自动分拣设备让“汗水物流”变“智慧物流”　　完成单位：中国科学院微电子研究所　　中国科学院微电子研究所孵化企业中科微至研制的自动分拣装备系统，在2020年“双十一”期间分拣和输送快递包裹近20亿件，效率比人工分拣提高2至3倍。该设备装配有自主研发的图像型全向大视野高景深自动扫码系统，在读取条码后，可以准确获得包裹上的地址信息，进而实现自动分拣。中科微至从2014年开始研发物流快递包裹分拣系统，经技术攻关，设备成本只有进口产品的1/5至1/4。目前，已初步构建出一套具有自主知识产权的物流智能装备产品体系，在中科院“弘光专项”支持下，分拣系统不断升级，实现了产品系列化，加快了其在快递、电商领域的推广应用。　　 自动分拣设备　　新冠肺炎抗疫科研攻关取得系列重要进展　　完成单位：中国科学院武汉病毒研究所、中国科学技术大学、微生物研究所、上海药物研究所、干细胞与再生医学创新研究院、昆明动物研究所、北京基因组研究所(国家生物信息中心)、广州生物医药与健康研究院、生物物理研究所、上海巴斯德研究所、苏州生物医学工程技术研究所、精密测量科学与技术创新研究院、福建物质结构研究所、心理研究所、深圳先进技术研究院、微电子研究所、沈阳自动化研究所、上海有机化学研究所、上海营养与健康研究所、文献情报中心、上海科技大学等　　自新冠肺炎疫情暴发以来，中国科学院发挥多学科创新优势，迅速启动“新型冠状病毒应急防控”攻关专项，产出一批应用于新冠疫情一线防控的重要创新成果。　　在病原鉴定与溯源方面，最早检测到新冠病毒基因并首个成功分离出病毒毒株，作为国家卫健委指定机构之一向世界卫生组织提交了病毒序列 发现新冠病毒进入细胞的详细分子机制，为研发针对新冠肺炎的新型靶向治疗提供了理论指导。在检测技术研发方面，合作研发的6个新冠检测产品获国家药监局审批，15个产品获欧盟CE认证，产品销往德国、巴西等多个国家。在疫苗及抗体研发方面，成功研发国内首个获批临床试验的新冠重组蛋白疫苗、全球首个获批Ⅲ期临床试验的新冠灭活疫苗、首个在中美两国同步开展I期临床研究并获中国药品监督管理局和美国FDA的临床试验许可的中和抗体。同时，在腺病毒载体疫苗、mRNA疫苗、融合蛋白疫苗、AAV腺相关病毒疫苗、VSV病毒载体疫苗等新型疫苗研发方面取得良好进展。在药物研发方面，发现托珠单抗、痰热清等有效药物，纳入国家新冠肺炎诊疗方案 自主研发干细胞CAStem注射液，纳入新冠肺炎治疗“三药三方案”。此外，在诊断设备研制、病毒信息库建设、心理援助、推动国际抗疫科技合作等方面也取得重要进展。　　 新冠肺炎抗疫科研攻关取得系列重要进展　　助力嫦娥五号月球样品采集 嫦娥四号成果持续产出　　完成单位：中国科学院月球与深空探测总体部、国家天文台、国家空间科学中心、上海天文台、西安光学精密机械研究所、空天信息创新研究院、沈阳自动化研究所、上海技术物理研究所、光电技术研究所、大连化学物理研究所、金属研究所等　　在嫦娥五号探月任务中，中国科学院作为我国月球探测工程的发起者、参与者、实施者之一继续承担重要任务，所研制的月壤结构探测仪识别出月壤结构分层，有效支持钻取取样工作 全景相机在转台的支持下，完成环拍、国旗展开成像等关键操作 月球矿物光谱分析仪对表取采样前后多个关键位置进行全波段采集。甚长基线干涉测量(VLBI)测轨分系统实现多个探测器同时测量、快速准确定位着陆器月面着陆位置等多项关键技术突破。2020年12月19日，1731克月球样品安全进入中科院“月球样品实验室”，将陆续开展月球样品解封、制备和处理和分发工作，力争早日产出科学研究成果。　　嫦娥四号探测器继首次揭示月球背面着陆区域地下40米深度内地质分层结构以来，首次获得月表粒子辐射剂量数据。2020年，中科院科学家团队已在《自然-天文学》等国内外刊物上发表论文20余篇。　　 嫦娥五号月球样品封装装置、嫦娥四号着陆区地下分层结构以及安装在嫦娥四号着陆器上的月表中子与辐射剂量探测仪　　中科院科技成果经受住“奋斗者”号万米深潜试验检验　　完成单位：中国科学院深海科学与工程研究所、金属研究所、理化技术研究所、声学研究所、沈阳自动化研究所等　　中国科学院在“奋斗者”号全海深载人潜水器研制和海试中发挥核心关键作用，10余家单位全面参与研制和海试工作，相关科技成果经受住了万米深潜试验的检验。其中，中科院金属研究所、理化技术研究所、声学研究所、沈阳自动化研究所等单位完成钛合金载人舱、固体浮力材料、高速数字水声通信系统、自动控制系统、机械手等多项关键技术攻关，保障“奋斗者”号“下得去、上得来”，并为潜水器提供了“眼睛、耳朵、嘴巴”“控制大脑”以及“灵巧的双手”。中科院深海科学与工程研究所作为“奋斗者”号的业主单位组织并保障海试成功，牵头研制“沧海”号着陆器和全海深视频直播系统，为万米载人深潜的电视直播提供了技术支撑。　　 “奋斗者”号正在布放入水，准备开展下潜作业　　全面发力参与北斗三号全球卫星导航系统研制建设　　完成单位：中国科学院微小卫星创新创新院、上海天文台、国家授时中心、精密测量科学与技术创新研究院等　　中国科学院充分发挥学科门类齐全的综合优势，全方位参与北斗三号全球卫星导航系统研制建设，是参与任务面最广、任务类型最多的部门，成为北斗三号系统研制建设和创新发展的主力军。率先验证Ka波段星间链路信号体制，首先采用星载国产龙芯CPU技术，共研制2颗试验卫星和10颗中轨道地球卫星 在国内率先攻克高精度星载氢原子钟和铷原子钟的轻小型化问题，为天基时空基准提供了核心技术支撑，达到国际先进水平 基础性支撑北斗三号系统地面信息处理、时统系统、时间溯源、测试评估工作，突破星地星间链路联合信息处理等多项关键技术，实现高实时性导航电文产品自动化生成，为完好性服务提供保障。此外，作为专项学术交流中心挂靠部门，有效支持专项学术交流工作 专业支撑全球卫星导航系统多边双边平台，有力服务大国外交和北斗国际化。　　 第五十、五十一颗北斗导航卫星飞行效果图　　第二次青藏科考成果支撑国家生态文明建设　　完成单位：中国科学院青藏高原研究所等　　随着中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”的深入推进和第二次青藏科考国家专项的成功实施，其科学成果在我国社会经济发展中的贡献日益显现。2020年8月28日，习近平总书记在中央第七次西藏工作座谈会上就青藏高原生态环境保护作出重要指示。党中央将青藏科考成果融入国家生态文明建设，并纳入国家治藏方略。　　第二次青藏科考队充分利用系留浮空艇、直升飞机、无人机、无人船等现代化高新技术装备开展科考，首次获得喀喇昆仑山脉境外的深冰芯和湖芯样本，初步估算了亚洲水塔的冰川储量、湖泊水量和主要河流出山口径流量之和超过9万亿立方米，为国家水资源保护战略提供了重要科学支撑。科考成果也是联合国发布的《团结于科学2020》的重要内容，产生了重要国际影响。　　 利用直升飞机运载科考设备到极高海拔冰面作业，利用无人机观测冰川地形，利用无人船测量湖泊水量　　“中国天眼”通过国家验收正式开放运行并取得一批科研成果　　完成单位：中国科学院国家天文台　　2020年1月11日，被誉为“中国天眼”的国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)通过国家验收。FAST团队历经5年半的艰苦建设，攻克了望远镜超大尺度、超高精度的技术难题，高质量按期完成了工程建设任务。FAST于2016年9月25日落成启用，进入调试期。试运行以来，设施运行稳定可靠，调试阶段即获得了一批有价值的科学数据，取得了阶段性成果。国家验收委员会认为，项目法人单位根据有关批复要求，按期全面完成了FAST建设任务，各项指标均达到或优于批复的验收指标。望远镜系统整体性能稳定可靠，具备了开放运行条件。近一年来，FAST在脉冲星发现等方面取得一系列重要成果，其中，快速射电暴相关研究成果入选《自然》2020年十大科学发现。　　 “中国天眼”全景　　量子通信与量子计算等研究取得突破　　完成单位：中国科学技术大学、中国科学院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、上海微系统与信息技术研究所、精密测量科学与技术创新研究院　　中国科学技术大学等研究团队利用“墨子号”量子卫星，在国际上首次实现基于纠缠的千公里级量子密钥分发，将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高一个数量级，并且通过物理原理确保了在卫星被他方控制的情况下依然能实现安全的量子通信，成为量子通信向现实应用的重要突破。　　中国科大等研究团队构建了76个光子的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解，使我国成功达到量子计算研究第一个里程碑“量子计算优越性”，牢固确立国际第一方阵地位。　　此外，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院团队等在国际上首次实现单个分子的相干合成，开启了原子-分子体系所有自由度全面相干操控的研究大门。以上相关成果发表在《自然》《科学》上。　　 基于纠缠的无中继千公里量子保密通信实验示意图　　揭示蝗虫聚群成灾的奥秘　　完成单位：中国科学院动物研究所　　群聚信息素被认为是蝗虫聚群成灾的最关键因素，然而在50余年的研究中，没有一种化合物能符合群聚信息素的所有标准，特别是没有野外种群验证证据。中国科学院动物研究所团队发现了一种释放量低但生物活性非常高的化合物4-乙烯基苯甲醚(4VA)，其对群居型和散居型飞蝗的不同发育阶段和性别都有很强吸引力，能够响应蝗虫种群密度变化。通过定位在锥型感器中的嗅觉受体OR35，蝗虫能够快速感应4VA从而聚集。实验证明，4VA对实验室种群和野外种群均具有很强吸引力。该研究不仅揭示了蝗虫群聚的奥秘，而且使蝗虫的绿色和可持续防控成为可能。相关成果发表于《自然》，在国内外引起较大反响。美国科学院院士莱斯莉沃斯霍尔在同期《自然》上为该项工作撰写专文，德国马普化学生态研究所所长比尔汉森对该项工作给予高度评价。　　 研究揭示蝗虫聚群成灾的奥秘　　古DNA揭秘中国史前人群迁徙动态与族群源流　　完成单位：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所　　现代人类的起源与演化一直是全球科学家们探讨的热点问题，而古DNA技术出现为这一领域带来全新发展。近年来，欧洲以及东南亚、西伯利亚等地的相关研究已取得很多成果，而东亚尤其是中国史前人类基因组的相关信息则所知甚少。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所团队利用共同开发的古DNA技术，首次正式发表大规模中国南北方史前人类基因组分析结果。在中华民族探源方面，揭示出中国8400年来的南北分化格局、内部不断融合的过程、双向的迁徙扩散模式及人群的主体连续性 在修正东亚南方人群演化模式方面，阐明南岛语系人群的中国南方起源。该研究工作将中国史前人群遗传与演变历史直接呈现出来，填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传、演化、适应方面的重要信息。相关成果发表在《科学》上。　　 中国南北方不同时期人群的遗传特点变化图　　“慧眼”直接测量到迄今宇宙最强磁场　　完成单位：中国科学院高能物理研究所　　中国科学院高能物理研究所“慧眼”卫星团队通过对X射线吸积脉冲星的详细观测，采用直接测量的方法得出其表面磁场强度约为10亿特斯拉。这是迄今为止人类直接且非常可靠地测量到的宇宙中最强磁场，比此前美国宇航局“罗西X射线时变探测者”卫星保持的最强磁场测量结果纪录提高约60%。相关成果发表在《天体物理学杂志通讯》上。　　中子星是宇宙中具有最强磁场的天体，其与伴随恒星可组成X射线双星系统，通过探测其相互作用时辐射能谱中的回旋吸收线，可以直接测量中子星表面附近的磁场强度。“慧眼”作为我国第一颗X射线天文卫星，于2017年6月发射，与国外X射线卫星相比，具有覆盖能段宽、在高能X射线能段的有效面积最大、时间分辨率高、探测死时间很小、观测强源没有光子堆积效应等突出优点，因此具有探测高能量回旋吸收线的独特能力。　　 “慧眼”卫星艺术图　　科技支撑联合国《2030年可持续发展议程》实施取得重要成果　　完成单位：中国科学院空天信息创新研究院、地理科学与资源研究所、计算机网络信息中心、西北生态环境资源研究院、海洋研究所、植物研究所等　　由中国科学院A类战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”撰写的《地球大数据支撑可持续发展目标报告》连续作为中国政府的正式文件，由国家领导人在74届和75届联合国大会上发布。报告聚焦零饥饿、清洁饮水、可持续城市、水下生物、陆地生物等指标，采用科学大数据、云计算、人工智能等方法，构建了可持续发展目标评价体系，揭示了地球大数据技术对监测和评估可持续发展目标的应用价值和前景，为国际社会填补了数据和方法论空白，展现了中国利用科技创新推动落实联合国《2030年可持续发展议程》的成功实践，彰显了国际发展合作引领地位。该专项入列联合国技术促进可持续发展目标在线平台，成为全球24个合作机构之一。研究成果为习近平主席在第75届联大宣布将设立“可持续发展大数据国际研究中心”奠定重要基础。　　 《地球大数据支撑可持续发展目标报告(2020)》　　科技支撑联合国《2030年可持续发展议程》实施取得重要成果　　完成单位：中国科学院空天信息创新研究院、地理科学与资源研究所、计算机网络信息中心、西北生态环境资源研究院、海洋研究所、植物研究所等　　由中国科学院A类战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”撰写的《地球大数据支撑可持续发展目标报告》连续作为中国政府的正式文件，由国家领导人在74届和75届联合国大会上发布。报告聚焦零饥饿、清洁饮水、可持续城市、水下生物、陆地生物等指标，采用科学大数据、云计算、人工智能等方法，构建了可持续发展目标评价体系，揭示了地球大数据技术对监测和评估可持续发展目标的应用价值和前景，为国际社会填补了数据和方法论空白，展现了中国利用科技创新推动落实联合国《2030年可持续发展议程》的成功实践，彰显了国际发展合作引领地位。该专项入列联合国技术促进可持续发展目标在线平台，成为全球24个合作机构之一。研究成果为习近平主席在第75届联大宣布将设立“可持续发展大数据国际研究中心”奠定重要基础。　　 《地球大数据支撑可持续发展目标报告(2020)》

随着生命科学的不断发展及对单细胞分析手段越来越高的需求，传统的荧光流式细胞技术已不能满足科学家们的需要。质谱流式技术(Mass Cytometry)因此应运而生。它通过对传统流式技术和质谱技术的整合，是目前单细胞多参数分析中最先进的技术之一，也有越来越多国内的科研、临床及药物研发的工作者们将他们敏锐的目光投向了这一先进的技术，研究方向涉及肿瘤、免疫、转化医学、干细胞、药理研究等诸多领域。尤其是2020年新冠疫情爆发，质谱流式细胞技术在这一领域更是提供了良好的支持。这里是2020年质谱流式平台部分令人印象深刻的文章。　　图1 质谱流式常见的实验流程　　新冠肺炎研究　　2020年的新冠疫情可以说是年度最大的黑天鹅，给全世界的各个行业都带来了巨大的冲击。而科学工作者和医务工作者们也为了应对这一突发状况做出了巨大努力。在研究过程中，研究人员逐渐发现轻度、中度和重度患者的免疫系统存在显著差异。在这方面，北京佑安医院是比较早的展开研究的单位之一。张玉林等人使用质谱流式成像技术，分析了两位新冠患者肺组织切片的免疫细胞组成。该结果证明，肺组织有CD4 T细胞、CD8 T细胞、NK细胞和巨噬细胞浸润，并且CD45RA T细胞异常是新冠肺炎的特征之一。随后，欧阳雅博和王文敬(图2)等人分别发表文章，分析了不同病程病人的基因表达水平和T细胞占比。测序结果显示，重症病人的T细胞数量下降，其激活和分化的基因表达水平下调。通过质谱流式分析PBMC样本，不同病程的患者的免疫细胞组成同样差异巨大。紧接着，时红波等人又在单细胞蛋白和细胞因子两个层面分析了新的病例，除了进一步验证了上述细胞亚群比例下降之外，还发现IL-2等细胞因子的浓度降低。而且，免疫细胞比例和细胞因子浓度均可用于预测患者病情的恶化程度。这些研究为我们了解新冠肺炎的进展和诊断提供了巨大支持。　　图2 质谱流式分析不同病程病人的PBMC中免疫细胞占比情况。Wang et al.　　加利福尼亚大学的Neidleman等人使用含38个靶点的质谱流式panel分析了9名新冠治愈者的样本，证明了恢复期患者的T细胞特异性激活，其中的CD4 T细胞和CD8 T细胞分别主要由Tcm和Temra细胞组成。这些细胞表达CD127(IL-7受体)，可以稳定增殖，并且持续2个月以上。德国的Schulte-Schrepping等人则联合应用单细胞转录组和质谱流式，在转录组和蛋白水平分别分析了100例临床样本，该研究的内容倾向于髓系细胞。结果显示重度患者的骨髓紧急生成，表现为免疫抑制的前中性粒细胞、幼稚中性粒细胞、功能障碍的成熟中性粒细胞和抑制性HLA-DRto单核细胞大量出现。路易斯维尔大学的Morrissey等人同样重点研究了髓系细胞，其方向则是中性粒细胞对于炎症和病程中出现的凝血问题。结果显示重症患者样本中存在低密度炎症中性粒细胞亚群，并在临床上与D-二聚体和全身性IL-6和TNF-α水平相关，可导致新冠相关的血栓等凝血疾病的出现。　　免疫响应图谱与疾病治疗　　对疾病本身的分析固然重要，但是当务之急是疾病治疗。合理的治疗方案则离不开对患者的免疫系统的持续检测，这里包括了体液免疫和细胞免疫两个部分(图3) 。　　图3 影响免疫反应的各种细胞类型　　Rodriguez等人在治疗过程中，纵向监测了39名新冠患者的免疫反应，绘制了康复过程中的免疫轨迹。结果发现，IFNγ-嗜酸性粒细胞在肺部过度炎症反应之前激活，并随着病情改变了细胞的凝集作用。苏黎世大学的Chevrier等人利用质谱流式和血清蛋白质组学，分析了患者们的先天免疫状态。CD169+ 单核细胞迅速扩增，全身性CCL3和CCL4水平升高等等的一系列数据，支持了病理性先天免疫可能是新冠感染的关键机制，以及重度新冠肺炎需要抗炎干预措施。这一结果揭示了炎症反应在新冠肺炎中的作用，进而出现了一些与之相关的研究。苏黎世大学医院的Adamo等人继续了CD8 T细胞和相关炎症的研究。通过分析发现，不论是绝对数量还是相对数量，外周血CD8 T细胞均下降明显，而且T细胞凋亡和向炎症组织迁移是外周血T细胞减少的原因。并且，IL-7(一种T细胞的生长因子)水平升高，这一结果表明了患者全身T细胞减少和T细胞增殖增加的迹象。质谱流式结果的拟时分析同样显示，重度新冠患者存在广泛的T细胞减少现象，以及随后的T细胞增殖增加的特征。这些结果表明，CD8 T细胞减少可能是重度新冠的标志，并进一步定义了破坏性的炎症环境，以及临床应针对性的及时抗炎，以提高治疗效果。斯坦福大学的Arunachalam等人报告了一种系统生物学方法，用于评估轻至重度疾病的新冠患者的免疫状况。该团队使用用于蛋白质磷酸化特异性表位的胞内标志物的质谱流式磷酸蛋白panel，对PBMC中的免疫细胞表型进行了分型。结果发现，在患者的PBMC中，骨髓细胞HLA-DR和促炎细胞因子表达降低，浆细胞样DCs mTOR信号和IFN-α的产生受损。相反，血浆中炎症介质(包括EN-RAGE、TNFSF14和抑癌蛋白M)的水平升高，这与疾病的严重程度和人血浆中细菌含量的增加有关。最值得注意的是，在所有感染的个体中，成浆细胞和效应CD8+ T细胞的频率增加，并且CD8+效应T细胞的反应时间延长。在新冠肺炎的治疗方面，质谱流式同样起到了重要的作用。冷子宽等人利用间充质干细胞对新冠患者进行治疗，并逆转了重症病人的细胞因子风暴。利用质谱流式检测，可以看到治疗后的患者免疫细胞组成恢复正常。　　疫苗开发　　根据前期的对于新冠病情的分析不难看出，CD8 T细胞对于消除和保护病毒感染至关重要。Schulien等人利用MHC-I四聚体分析定义了新冠肺炎康复期患者的特异性CD8 T细胞的抗原表位，设计利用抗原多肽刺激T细胞，使其被激活为新冠病毒特异性T细胞。新激活的T细胞与原有的T细胞的功能类似，可以对患者起到保护作用。加州大学旧金山分校的Neidleman等人则利用质谱流式确定了疫苗的潜在目标。他们利用定制的离体模型，使用38个标记的抗体panel定义了康复期新冠患者的SARS-CoV-2特异性T细胞表型。该研究确定了针对SARS-CoV-2的有效免疫力的共同特征，并建议诱导类似的针对该病毒的长寿命CD4+和CD8+ T细胞应答作为疫苗接种策略，并评估疫苗诱导的SARS-CoV-2特异性T细胞应答的特征。弗吉尼亚梅森医学中心的DeGottardi等人利用质谱流式研究了黄热病病毒的疫苗。他们分析了cCXCR5 T细胞的起源和发育(cCXCR5可用作TFH细胞活性的生物标志物)。利用这一方法来评估疫苗的安全性。通过对比疫苗接种前后病毒特异性T细胞的活化情况，证明了该疫苗仅引起了病毒特异性T细胞数量的增加，其他类型的细胞不受影响，进而证明了疫苗的安全性。法国疫苗研究所的Palgen等人，利用质谱流式评估了疫苗的接种时间间隔与免疫保护之间的关系。他们利用35个标记的抗体panel，分析了安卡拉病毒疫苗的短期和长期接种方案所产生的影响。间隔2周进行两次皮下注射会导致免疫反应的二级反应减弱和类似的先天髓系反应。相反，间隔2个月可以改善抗体反应的质量，并涉及更多的活化成熟先天细胞。文章揭示了中性粒细胞的新特征，并发现了相关的嗜酸性粒细胞在疫苗响应中的作用，从而确定了初次免疫-加强接种过程中先天性和适应性免疫的机制。在疫苗上市后的安全评价上，质谱流式同样发挥着作用。2009年流感大流行，有证据表明接种疫苗导致了1型嗜睡症(NT1)的发病。隆德大学的Lind等人利用质谱流式分析了GSK公司的Pandemrix® 导致的NT1患者的免疫学特征。结果显示，受影响患者中特异性T细胞亚群明显减少。这项研究标志着使用单细胞分析来解释疾病发病机理和免疫过程的新方法的可能性，并证实了进一步研究CD8+ T细胞以用于未来潜在疗法的观察。马萨诸塞州的Reeves等人，针对寇热(Q-fever，一种由贝纳立克次体(Cb)引起的类流感疾病)，在小鼠模型上展开了研究。研究人员利用质谱流式平台，使用200μL的样本分析了疫苗接种后，循环免疫细胞群的变化(图4)，证明疫苗接种10天内即起到了保护作用，并至少持续到了接种后35天。这项研究完善了对Cb疫苗接种的综合免疫反应的理解，确定了关键免疫调节蛋白的新作用，并为评估Cb候选疫苗提供了信息，同时使反应原性降至最低。　　图4 评估接种Cb疫苗后关键标志物的表达 Reeves et al.　　肿瘤研究与治疗　　免疫疗法是目前癌症疫苗和治疗最引人注目的领域之一，而质谱流式具有识别新抗原特异性T细胞的独特能力，因而在区分疫苗特异性激活的免疫细胞方面脱颖而出。加利福尼亚大学旧金山分校的Mueller等人报告的一项针对弥散性中线神经胶质瘤(DMG，一种致命的小儿脑癌)的临床研究中，研究人员评估了含有特定H3突变的DMG患者中，针对该突变的疫苗的安全性、免疫反应性和有效性。该疫苗每三个月进行一次免疫监测和成像，并使用质谱流式评估PBMC中的免疫反应。该小组利用MHC Dextramer® (图5)和质谱流式技术来分析多个免疫亚群，以更好地探索疫苗触发的抗原反应性CD8+ T细胞与延长的中位OS之间的关联。结果发现，H3反应性CD8+T细胞扩增的患者的中位OS为16.1个月，而相应患者的中位OS为9.8个月。该疫苗的接种耐受性良好。与无应答者相比，H3特异性CD8+免疫应答的患者OS延长。而实验本身则证明了对于细胞表面，细胞质，细胞核等免疫监测的重要性。这项研究验证了质谱流式技术对基于CD8+ T细胞的免疫疗法进行高维免疫监测的能力。　　弗雷德哈钦森癌症研究中心的Li等人通过CyTOF技术结合MHC四聚体来研究免疫检查点治疗的小鼠模型，以便更多地了解免疫检查点抑制剂如何影响肿瘤特异性T细胞，以及这些细胞为何未能成功攻击肿瘤细胞。研究人员发现，活化的肿瘤特异性CD8 +肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)在免疫治疗后大量扩增，但是并未导致肿瘤消退。结合单细胞转录组测序的结果，TIL扩增与表型变化相关，包括耗竭marker富集、CD39表达和靶向肿瘤细胞的TCR激活等等。这项工作为研究肿瘤中的新抗原提供了一个新模型，并重新探讨了新抗原特异性T细胞在免疫治疗中的作用。　　图5 金属标记的MHC四聚体示意图，用于鉴定抗原特异性T细胞　　由于篇幅有限，这里仅仅列举了部分研究领域相关的论文，但是令人印象深刻的论文远不止我们所提到的这些。质谱流式可以在单个样本的单细胞水平检测大量(≧50个)不同的蛋白靶标，从而使其能够高效、快速、可靠地获得全面的免疫图像。指示疾病的进展或改善情况。