Cell：好狡猾！揭示新型冠状病毒SARS-CoV-2进入人体呼吸组织机制
来源：本站原创 2020-04-24 22:44
2020年4月24日讯/生物谷BIOON/---新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19，也称新冠肺炎），如今正在全球肆虐。是什么让SARS-CoV-2成为如此大的威胁？在一项新的研究中，在美国波士顿儿童医院的Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工学院的Alex K. Shal
2020年4月24日讯/生物谷BIOON/---新型冠状病毒SARS-CoV-2（之前称为2019-nCoV）导致2019年冠状病毒病（COVID-19，也称新冠肺炎），如今正在全球肆虐。是什么让SARS-CoV-2成为如此大的威胁？
在一项新的研究中，在美国波士顿儿童医院的Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工学院的Alex K. Shalek博士的领导下，研究人员指出了这种病毒可能感染的细胞类型。出乎意料的是，他们还发现人体对病毒感染的主要防御措施之一可能实际上帮助这种病毒感染这些细胞。相关研究结果以论文手稿的形式在线发表在Cell期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues”。
这些研究人员说，这项经过同行评审的研究将有助于集中精力了解SARS-COV-2在人体内的作用，为什么有些人更容易感染，以及如何最好地寻找治疗方法。
多种研究模型
当中国出现一种新型冠状病毒的消息传出时，Ordovas-Montanes和Shalek已经在研究整个人类呼吸系统和肠道中的不同细胞类型。他们还收集了灵长类动物和小鼠的数据。今年2月，他们开始深入分析这些数据。
Ordovas-Montanes说，“我们根据报告的症状和检测到这种病毒的地方，开始研究来自鼻腔内壁、肺部和肠道等组织的细胞。我们希望在我们的所有研究模型中提供尽可能最好的信息。”
COVID-19易感细胞
近期的研究已发现SARS-CoV-2与密切相关的SARS-CoV一样，利用一种称为ACE2的受体进入人体细胞，这种进入还需要一种称为TMPRSS2的酶的辅助。这使得Ordovas-Montanes和Shalek及其同事们提出了一个简单的问题：呼吸道和肠道组织中的哪些细胞同时表达ACE2和TMPRSS2？
为了解决这个问题，这些研究人员使用了单细胞RNA测序，这种技术可以识别出大约20000个基因中的哪些基因在细胞中“开启”。他们发现人类呼吸道和肠道细胞中只有极小的比例，往往远低于10%，可表达ACE2和TMPRSS2。这些细胞分为三种类型：鼻腔中分泌粘液的杯状细胞（goblet cell）；称为II型肺细胞的肺细胞，帮助维持肺泡（将氧气吸入的气囊）；以及一种所谓的肠上皮细胞，它们位于小肠内壁，参与营养物吸收。对非人灵长类动物的取样发现了类似的易感细胞。
Ordovas-Montanes指出，“许多现有的呼吸道细胞系可能不包含完整的细胞类型组合，可能会遗漏相关的细胞类型。一旦你了解了哪些细胞被感染，你就可以开始询问，‘这些细胞发挥什么作用？’‘这些细胞内有什么东西对这种病毒的生命周期至关重要吗？’有了更精细的细胞模型，我们就可以进行更好的筛选，以便找到哪些现有的药物可以靶向这种生物学特性，从而为开展小鼠或非人灵长类动物研究提供了一个垫脚石。”
干扰素：有用还是有害？
但最令这些研究人员感到好奇的是这项新研究的第二个发现。他们发现编码SARS-CoV-2用来进入人细胞的受体的ACE2基因是由干扰素---当检测病毒时，人体的主要防御措施之一---激活的。干扰素实际上在更高的水平上激活了ACE2基因，这可能给这种病毒提供了新的入口进入。
Ordovas-Montanes指出，“在各种类型的肺部损伤中，ACE2对保护人体也至关重要。当ACE2出现时，这通常是一种富有成效的反应。但是鉴于这种病毒将ACE2作为它的进入靶标，我们猜测它可能是利用了这种正常的保护性反应。”
事实上，人们正在测试干扰素是否可用于治疗COVID-19。它们会不会有帮助，还是弊大于利？目前还不清楚。
Ordovas-Montanes说，“可能是在一些患者中，由于时间或剂量的原因，干扰素可以抑制这种病毒，而在另一些患者中，干扰素会促进更多的感染。我们希望更好地理解这种平衡在哪里，我们如何在不产生更多靶细胞供这种病毒感染的情况下，维持富有成效的抗病毒反应。”
ACE抑制剂和细胞因子风暴
这些发现也可能会引起人们对ACE抑制剂的新探究。这些药物通常用于治疗高血压，而高血压与更严重的COVID-19疾病有关。ACE抑制剂是否会影响人们的风险？
Ordovas-Montanes提醒说，“ACE和ACE2的作用途径相同，但它们实际上具有不同的生化特性。这是一个复杂的生物学问题，但了解ACE抑制剂对人们对这种病毒作出的生理反应的影响将非常重要。”
现在就把这些研究结果与“细胞因子风暴”联系起来还为时过早。细胞因子风暴是一种失控的炎症反应，在非常严重的COVID-19患者中已经报道过。作为一类化学物，细胞因子能召集人体的免疫反应来对抗感染，而干扰素就是这类化学物中的一员。
“我们之所以看到细胞因子风暴可能是因为干扰素一开始就不能抑制这种病毒，所以肺部开始呼唤更多的帮助。这正是我们现在想了解的。”
未来的研究方向
这些研究人员还想探究这种病毒在它靶向的细胞中所发挥的作用，并研究来自儿童和成年人的组织样本以了解为何 COVID-19 通常在年轻人中不那么严重。研究将在波士顿儿童医院继续进行，并得到了肺内科主任Benjamin Raby博士、急诊科的Bruce Horwitz博士和胃肠科主任Scott Snapper博士的支持。
麻省理工学院的Carly Ziegler、Samuel Allon和Sarah Nyquist，以及非洲健康研究所的Ian Mbano是这篇论文的第一作者。这项新研究是与人类细胞图谱（HCA）肺部生物网络小组合作完成的。这些作者们报告说，他们没有竞争性的利益。
Shalek说，“这是一个极好的科学界努力---不仅与波士顿的科学家们，而且与世界各地的合作者都分享了他们的未发表的数据，以尽可能快地提供潜在的相关信息。当大家一起解决一个问题时，能够取得如此大的成就，这很鼓舞人心。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Carly G. K. Ziegler et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.035.
2.How SARS-CoV-2 gets into respiratory tissue—and how it may exploit one of our defenses
https://medicalxpress.com/news/2020-04-sars-cov-respiratory-tissueand-exploit-defenses.html
在一项新的研究中，在美国波士顿儿童医院的Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工学院的Alex K. Shalek博士的领导下，研究人员指出了这种病毒可能感染的细胞类型。出乎意料的是，他们还发现人体对病毒感染的主要防御措施之一可能实际上帮助这种病毒感染这些细胞。相关研究结果以论文手稿的形式在线发表在Cell期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues”。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.035。
这些研究人员说，这项经过同行评审的研究将有助于集中精力了解SARS-COV-2在人体内的作用，为什么有些人更容易感染，以及如何最好地寻找治疗方法。
多种研究模型
当中国出现一种新型冠状病毒的消息传出时，Ordovas-Montanes和Shalek已经在研究整个人类呼吸系统和肠道中的不同细胞类型。他们还收集了灵长类动物和小鼠的数据。今年2月，他们开始深入分析这些数据。
Ordovas-Montanes说，“我们根据报告的症状和检测到这种病毒的地方，开始研究来自鼻腔内壁、肺部和肠道等组织的细胞。我们希望在我们的所有研究模型中提供尽可能最好的信息。”
COVID-19易感细胞
近期的研究已发现SARS-CoV-2与密切相关的SARS-CoV一样，利用一种称为ACE2的受体进入人体细胞，这种进入还需要一种称为TMPRSS2的酶的辅助。这使得Ordovas-Montanes和Shalek及其同事们提出了一个简单的问题：呼吸道和肠道组织中的哪些细胞同时表达ACE2和TMPRSS2？
为了解决这个问题，这些研究人员使用了单细胞RNA测序，这种技术可以识别出大约20000个基因中的哪些基因在细胞中“开启”。他们发现人类呼吸道和肠道细胞中只有极小的比例，往往远低于10%，可表达ACE2和TMPRSS2。这些细胞分为三种类型：鼻腔中分泌粘液的杯状细胞（goblet cell）；称为II型肺细胞的肺细胞，帮助维持肺泡（将氧气吸入的气囊）；以及一种所谓的肠上皮细胞，它们位于小肠内壁，参与营养物吸收。对非人灵长类动物的取样发现了类似的易感细胞。
Ordovas-Montanes指出，“许多现有的呼吸道细胞系可能不包含完整的细胞类型组合，可能会遗漏相关的细胞类型。一旦你了解了哪些细胞被感染，你就可以开始询问，‘这些细胞发挥什么作用？’‘这些细胞内有什么东西对这种病毒的生命周期至关重要吗？’有了更精细的细胞模型，我们就可以进行更好的筛选，以便找到哪些现有的药物可以靶向这种生物学特性，从而为开展小鼠或非人灵长类动物研究提供了一个垫脚石。”
干扰素：有用还是有害？
但最令这些研究人员感到好奇的是这项新研究的第二个发现。他们发现编码SARS-CoV-2用来进入人细胞的受体的ACE2基因是由干扰素---当检测病毒时，人体的主要防御措施之一---激活的。干扰素实际上在更高的水平上激活了ACE2基因，这可能给这种病毒提供了新的入口进入。
Ordovas-Montanes指出，“在各种类型的肺部损伤中，ACE2对保护人体也至关重要。当ACE2出现时，这通常是一种富有成效的反应。但是鉴于这种病毒将ACE2作为它的进入靶标，我们猜测它可能是利用了这种正常的保护性反应。”
事实上，人们正在测试干扰素是否可用于治疗COVID-19。它们会不会有帮助，还是弊大于利？目前还不清楚。
Ordovas-Montanes说，“可能是在一些患者中，由于时间或剂量的原因，干扰素可以抑制这种病毒，而在另一些患者中，干扰素会促进更多的感染。我们希望更好地理解这种平衡在哪里，我们如何在不产生更多靶细胞供这种病毒感染的情况下，维持富有成效的抗病毒反应。”
ACE抑制剂和细胞因子风暴
这些发现也可能会引起人们对ACE抑制剂的新探究。这些药物通常用于治疗高血压，而高血压与更严重的COVID-19疾病有关。ACE抑制剂是否会影响人们的风险？
Ordovas-Montanes提醒说，“ACE和ACE2的作用途径相同，但它们实际上具有不同的生化特性。这是一个复杂的生物学问题，但了解ACE抑制剂对人们对这种病毒作出的生理反应的影响将非常重要。”
现在就把这些研究结果与“细胞因子风暴”联系起来还为时过早。细胞因子风暴是一种失控的炎症反应，在非常严重的COVID-19患者中已经报道过。作为一类化学物，细胞因子能召集人体的免疫反应来对抗感染，而干扰素就是这类化学物中的一员。
“我们之所以看到细胞因子风暴可能是因为干扰素一开始就不能抑制这种病毒，所以肺部开始呼唤更多的帮助。这正是我们现在想了解的。”
未来的研究方向
这些研究人员还想探究这种病毒在它靶向的细胞中所发挥的作用，并研究来自儿童和成年人的组织样本以了解为何 COVID-19 通常在年轻人中不那么严重。研究将在波士顿儿童医院继续进行，并得到了肺内科主任Benjamin Raby博士、急诊科的Bruce Horwitz博士和胃肠科主任Scott Snapper博士的支持。
麻省理工学院的Carly Ziegler、Samuel Allon和Sarah Nyquist，以及非洲健康研究所的Ian Mbano是这篇论文的第一作者。这项新研究是与人类细胞图谱（HCA）肺部生物网络小组合作完成的。这些作者们报告说，他们没有竞争性的利益。
Shalek说，“这是一个极好的科学界努力---不仅与波士顿的科学家们，而且与世界各地的合作者都分享了他们的未发表的数据，以尽可能快地提供潜在的相关信息。当大家一起解决一个问题时，能够取得如此大的成就，这很鼓舞人心。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Carly G. K. Ziegler et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.035.
2.How SARS-CoV-2 gets into respiratory tissue—and how it may exploit one of our defenses
https://medicalxpress.com/news/2020-04-sars-cov-respiratory-tissueand-exploit-defenses.html
版权声明 本网站所有注明“来源：生物谷”或“来源：bioon”的文字、图片和音视频资料，版权均属于生物谷网站所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。取得书面授权转载时，须注明“来源：生物谷”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
87%用户都在用生物谷APP 随时阅读、评论、分享交流 请扫描二维码下载->
