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目的:新型冠状病毒肺炎（Novel coronavirus disease 2019,COVID-19）自2019年起在全球范围内广泛传播,重症患者死亡率较高,部分患者发展为重症后,可迅速进展为多器官功能障碍综合征甚至死亡。重症COVID-19患者死亡的主要原因在于免疫系统过度激活导致的细胞因子风暴。新冠病毒在体内可刺激非特异性与特异性免疫,导致患者炎性因子如白细胞介素-6（Interleukin-6,IL-6）、白细胞介素-7（Interleukin-7,IL-7）、干扰素诱导蛋白10（Interferon-inducible protein-10,IP-10）、单核细胞趋化因子-1（Monocyte Chemoattractant Protein-1,MCP-1/CCL2）等水平急剧升高,通过循环系统扩散至全身,引起器官损伤;机体存在明显的细胞免疫失衡,提示机体中的炎症反应与细胞因子风暴密切相关。临床使用药物虽有一定疗效,但仍有许多患者无明显改善,且部分患者还出现副作用。因此,寻找与细胞因子风暴相关的免疫关键基因,阐明免疫学发病机制,将有助于提高COVID-19患者的疗效。利用公共数据平台基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus,GEO）数据库对新型冠状病毒肺炎重症患者与健康人群的基因进行差异分析,筛选出与COVID-19疾病严重程度相关的免疫基因,进一步通过检测患者血清中细胞因子和趋化因子的水平对关键基因进行验证,使用新型冠状病毒（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）刺突蛋白与CCL2刺激巨噬细胞研究其作用机制,为临床患者的治疗提供依据。方法:1.收集GEO数据库中的重症COVID-19患者与健康组的表达谱芯片数据集,对其进行生物信息学分析,寻找差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）,利用蛋白质-蛋白质网络相互作用（protein-protein interaction,PPI）网络模型寻找与疾病严重程度相关的关键基因。同时对重症COVID-19患者与健康者的样本进行免疫细胞分析。2.收集27例COVID-19患者,根据年龄性别匹配24例健康成人作为对照组,收集所有人的血清样本,使用Cytokine＆Chemokine Convenience 34-Plex Human Procarta Plex?Assay对血清样品中34种细胞因子进行定量。3.以SARS-CoV-2 S蛋白刺激J774A.1巨噬细胞作为新型冠状病毒感染模型,采用CCK-8试剂盒检测S蛋白及CCL2对巨噬细胞增值的影响;采用q RT-PCR检测S蛋白与CCL2诱导的巨噬细胞的炎症因子白细胞介素-1β（Interleukin-1β,IL-1β）、白细胞介素-6（Interleukin-6,IL-6）和趋化因子CCL2及配体CCR2以及信号通路细胞外信号调节激酶1（extracellular signal regulated kinases 1,Erk1）与核因子κB（Nuclear factorκB,NF-κB）m RNA表达;Western blot检测S蛋白与CCL2诱导的巨噬细胞的细胞外信号调节激酶1/2（extracellular signal regulated kinases 1/2,Erk1/2）与NF-κB蛋白水平。结果:1.利用GEO数据库中基因芯片进行差异表达基因分析,得到128个DEGs,其中上调基因59个,下调基因69个。利用cyto Hubba插件的四种算法MCC,DMNC,MNC,Degree筛选出4个关键基因,包括:杀伤细胞凝集素样受体亚家族K成员1（killer cell lectin like receptor K1,KLRK1）,巨噬细胞集落刺激因子受体（colony stimulating factor 1 receptor,CSF1R）,趋化性细胞因子受体2（C-C motif chemokine receptor 2,CCR2）,CD3D人源重组蛋白（CD3d molecule,CD3D）。分析两组患者外周血免疫细胞的变化,发现重症COVID-19患者与对照组的免疫细胞特征不同,有10种免疫细胞浸润比例存在差异（P＜0.05）,其中单核细胞在重症COVID-19患者所占比例明显高于对照组。2.检测2020年1月21至2月10日在某市某医院检验的临床血清样本34个细胞因子的含量,显示COVID-19患者的CCL2与IP-10、IL-7的表达高于健康对照组（P=0.027,P=0.012,P=0.002）。3.CCK-8检测发现S蛋白与CCL2对巨噬细胞增殖能力均具有促进作用（P=0.046,P=0.008）。q RT-PCR结果显示,与对照组相比,S蛋白与CCL2分别刺激下的巨噬细胞IL-1β、IL-6与CCL2 m RNA表达均高于对照组,S蛋白组的CCR2的m RNA表达含量高于对照组（P＜0.05）;共刺激组的IL-6与CCR2 m RNA表达高于对照组（P＜0.001,P＜0.001）,IL-1β、IL-6与CCR2的m RNA表达含量高于单独刺激组（P＜0.001,P＜0.001,P=0.040）;共刺激组的Erk1 m RNA表达含量高于单独刺激组（P=0.043,P=0.027）。此外,在两者共同刺激下Phospho-Erk1/2蛋白表达水平高于对照组,差异有统计学意义（P=0.024）。结论:1.CCR2、KLRK1、CSF1R、CD3D是COVID-19患者疾病进程的关键基因。2.新冠患者存在细胞免疫失调,单核细胞是重症COVID-19患者外周血中主要上调的免疫细胞之一。3.COVID-19患者血清中炎性因子CCL2、IP-10、IL-7水平明显升高,提示这些因子可能参与疾病发生。4.SARS-CoV-2 S蛋白与CCL2均可直接刺激巨噬细胞分泌炎性因子及趋化因子CCL2。5.SARS-CoV-2 S蛋白与CCL2联合刺激下,巨噬细胞可分泌更多的炎性因子,Erk表达升高,提示S蛋白与CCL2可能通过Erk信号通路介导巨噬细胞炎症反应。