究竟是我们的基因（Genetics）决定了命运，还是环境（Environment）重塑了人生？当我们把视角从宏观的人生轨迹聚焦到微观的免疫细胞时，这个问题变得更加具体而迷人：当病毒入侵、化学物质暴露时，我们的免疫细胞表观基因组（Epigenome）究竟发生了什么？是基因的指令在坚守，还是环境的冲击在重写代码？

《Nature Genetics》的研究报道“Genetics and environment distinctively shape the human immune cell epigenome”，为我们揭开了这一谜题的一角。研究人员利用***前沿的单细胞多组学技术，绘制了一幅***的人类免疫细胞表观基因组图谱。他们不仅回答了“谁更重要”，更揭示了基因与环境在细胞核内截然不同的“势力范围”。

数据显示，在所有暴露类型和细胞类型中，研究人员共识别出了高达756,575个eDMRs。这其中，有517,698个表现为去甲基化（Hypomethylated），即原本关闭的开关被打开了；还有238,877个表现为高甲基化（Hypermethylated），即原本开启的区域被关闭了。平均而言，每一种特定的暴露和细胞类型的组合，都能识别出大约10,000个这样的特异性标记。

这其中，SARS-CoV-2（新冠病毒）、有机磷农药（OP）以及MRSA/MSSA感染对细胞的影响尤为剧烈，它们在大多数细胞类型中都引发了***丰富的eDMRs。这意味着，这些强烈的环境刺激在细胞的DNA层面引发了巨大的震荡。 

数据揭示了HIV-1感染对免疫细胞的深刻重塑。在流式细胞术和甲基化聚类的分析中，研究人员发现HIV-1感染显著改变了细胞在不同聚类中的比例。特别是自然杀伤细胞（NK cells）、CD8记忆T细胞和CD8初始T细胞，它们的全球甲基化组（Global Methylome）和功能状态被彻底改写。

一个具体的例子发生在CD8记忆T细胞中。研究人员观察到一个位于DGKH基因内含子区域的变化。在HIV-1感染的“急性期”和“慢性期”，这个区域经历了显著的甲基化缺失（Loss of Methylation），与此同时，其染色质开放性（Accessibility）显著增加。

DGKH基因编码二酰甘油激酶，参与细胞内的信号转导。更有趣的是，此前的研究曾报道该基因在HIV精英控制者（能够自发控制病毒的人）和接受抗逆转录病毒治疗的个体之间存在差异甲基化。本研究的数据进一步证实，这种表观遗传的改变是病毒感染直接诱导的，并且在染色质结构上也发生了协同变化。

此外，研究人员还发现，不同阶段的细胞分布极不均匀。通过计算，研究人员识别出了特异性富集在“急性期”的CD8记忆T细胞亚群，这些细胞富集了与“免疫反应正向调节”相关的功能基因。这意味着，在感染初期，免疫系统动员了一支特定的突击队，而它们的动员令就写在表观基因组的甲基化密码中。

不仅如此，这两个新冠特有的单核细胞亚群在功能上也大相径庭。通过分析它们之间的差异甲基化基因（DMGs），研究人员发现，在这两个亚群中低甲基化（即被激活）的基因，主要富集在促炎功能相关的通路中，例如“IL-18信号通路”和“白细胞介素-1（IL-1）产生的调节”。

IL-1和IL-18是***的促炎细胞因子，它们在诱导“细胞因子风暴”中扮演着核心角色。细胞因子风暴正是导致新冠重症患者多器官衰竭的主要原因之一。此外，在“Monocyte2”亚群中，差异甲基化基因还富集了“吞噬作用”和“内吞作用”的功能，暗示这个亚群可能在抗原提呈方面具有特殊功能。

这一发现从表观遗传的角度解释了为什么新冠感染会引发如此强烈的炎症反应：病毒暴露直接打开了单核细胞中促炎基因的甲基化开关，让它们处于一种“亢奋”的战备状态。

DNA提取磁珠可以有效的从标本中提取基因组DNA、病毒DNA或游离DNA，采用化学合成的方法将四氧化三铁进行特殊的处理，使其粒径达到均一化分散，再通过特殊的材料进行官能基团（如硅羟基、羧基）的包覆。包覆官能基团后，GNT磁珠具备了核酸吸附能力，配合核酸提取仪，可以自动化的提取DNA和RNA。