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针对新冠病毒SARS-CoV-2/COVID-19,Nature期刊研究进展一览(第3期)

  1. COVID-19
  2. SARS-CoV-2
  3. 新冠病毒
  4. 氯喹

来源:本站原创 2020-07-29 20:28

2020年7月29日讯/生物谷BIOON/---自2019年12月8日以来,中国湖北省武汉市报告了几例病因不明的肺炎。大多数患者在当地的华南海鲜批发市场工作或附近居住。在这种肺炎的早期阶段,严重的急性呼吸道感染症状出现了,一些患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)、急性呼吸衰竭和
2020年7月29日讯/生物谷BIOON/---自2019年12月8日以来,中国湖北省武汉市报告了几例病因不明的肺炎。大多数患者在当地的华南海鲜批发市场工作或附近居住。在这种肺炎的早期阶段,严重的急性呼吸道感染症状出现了,一些患者迅速发展为急性呼吸窘迫综合征 (acute respiratory distress syndrome, ARDS)、急性呼吸衰竭和其他的严重并发症。2020年1月7日,中国疾病预防控制中心(China CDC)从患者的咽拭子样本中鉴定出一种新型冠状病毒,最初被世界卫生组织(WHO)命名为2019-nCoV。大多数2019-nCoV肺炎患者的 症状较轻,预后良好。到目前为止,一些患者已经出现严重的肺炎,肺水肿,ARDS或多器官功能衰竭和死亡。
图片来自NIAID-RML。

2020年2月11日,世卫组织将这种疾病病重命名为2019年冠状病毒病(COVID-19)。同一天,负责分类和命名病毒的的国际病毒分类学委员会的冠状病毒研究小组在bioRxiv上发表了一篇文章,指出该研究小组已经决定,新型冠状病毒2019-nCoV是导致2002-2003年爆发严 重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)的变种。因此,将这种新病原体重新命名为严重急性呼吸综合征冠状病毒2号(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2),或SARS-CoV-2。值得注意的一点是,尽管国际病毒分类委员会冠状病毒研究小组将 病毒命名为SARS-CoV-2,但该研究小组主席John Ziebuhr认为这个名字(SARS-CoV-2)和SARS(严重急性呼吸综合征,也称非典型肺炎)没有关联。不过,这种病毒的重新命名引起了不少争议。据《科学》网站报道,世界卫生组织不满意SARS-CoV-2这个名字,而且不打 算采用此名称。

冠状病毒可引起多种动物的多系统感染。在此之前已有6种冠状病毒可以感染人类,它们主要引起人类的呼吸道感染:两种高度致命性的冠状病毒,即严重急性呼吸道综合征(SARS)冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征(MERS)冠状病毒(MERS-CoV);4种可导致温 和的上呼吸道疾病的冠状病毒,即HCoV-OC43、HCoV-229E、HCoV-NL63和HCoV-HKU1。

基于此次疫情给中国和全世界带来严重的危害,小编针对Science期刊上发表的2019-nCoV/COVID-19研究进行一番梳理,以飨读者。

1.Nature:深度探究SARS-CoV-2的抗体依赖性增强作用
doi:10.1038/s41586-020-2538-8


虽然抗体在抵抗病原体感染中的重要性是毋庸置疑的,但对疾病的抗体依赖性增强作用(antibody-dependent enhancement, ADE,下称疾病ADE)的关注源于感染时存在的抗体可能会增加疾病的严重性。在20世纪60年代,在接受福尔马林灭活的RSV或麻疹病毒疫苗注射的儿童中,科学家们在临床上已经描述了通过抗体依赖机制增强疾病的严重性,此外人们也在因不同的登革热病毒血清型继发感染引起的登革出血热中也观察到这一现象。比如,抗体可能允许病毒进入携带FcγR的细胞,绕过特异性受体介导的细胞进入,这通常是在病毒降解后进行的,但是如果能产生子代病毒颗粒,则可能增强病毒感染。虽然由病毒-抗体-FcγR相互作用引发的细胞因子释放由于直接的抗病毒作用和免疫细胞招募也是非常有益的,但由病毒感染引发的组织损伤可能会加重。
图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2538-8。

虽然认识到免疫增强的其他机制也可能发生,但是在一篇近期发表在Nature期刊上的标题为“A perspective on potential antibody-dependent enhancement of SARS-CoV-2”的评论类型文章中,来自美国Vir Biotechnology公司的研究人员综述与了解抗体依赖性机制的潜在风险及其对疫苗和抗体开发的影响有关的临床经验、体外分析和动物模型,这对阻止SARS-CoV-2大流行的全球灾难至关重要。

这些作者的目标是评估抗体介导的增强作用是由以下的原因造成的假设:i)低亲和力抗体与病毒进入蛋白结合,但具有有限的中和活性或者没有中和活性,ii) 具有ADE的抗体是由感染或接种一种密切相关的病原体血清型引起的,称为交叉反应抗体,或者iii)其他方面都有效的中和抗体在效价方面并非最优。我们评估是否有实验方法能够可靠地预测人类疾病的ADE,得出的结论是,情况并非如此。

虽然ADE是一个令人关注的问题,但同样清楚的是,抗体是对这篇文章中讨论的所有病原体产生保护性免疫的基本重要组成部分,它们的保护作用既取决于其Fab片段对病毒蛋白的结合,也取决于它们Fc片段所赋予的效应功能。即使福尔马林灭活的RSV或麻疹病毒疫苗等疫苗制剂对疾病有增强作用,但具有优化特性的中和抗体具有保护作用。此外,疾病ADE的潜在机制可能是病毒特异性的,重要的是,临床标志物并不能区分严重感染和免疫增强。需要更多以机制为重点的研究,以确定包括SARS-CoV-2在内的病毒感染的小型动物和非人灵长类动物模型是否可以预测疫苗或被动抗体干预在人类中的潜在益处或风险。

2.Nature:纵向分析显示重症COVID-19患者遭受免疫功能失调
doi:10.1038/s41586-020-2588-y


在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员发现COVID-19患者的差异性免疫系统反应有助于预测哪些人将经历中度和严重的疾病后果。这一结果可能有助于在住院早期识别高危重症患者。这一发现可能有助于在住院早期识别重症高危人群,并建议使用药物治疗COVID-19。相关研究结果于2020年7月27日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Longitudinal analyses reveal immunological misfiring in severe COVID-19”。

这些作者对耶鲁大学医学院附属耶鲁纽黑文医院收治的113名患者进行了检查,并分析了他们在住院期间,从入院到出院或死亡期间表现出的不同免疫系统反应。他们发现在病程早期,所有患者的免疫系统活动都有一个共同的COVID-19“特征(signature)”。但是,在那些只经历了中度症状的患者中,随着时间的推移,免疫系统反应减弱,病毒载量减少。继续发展为重症病例的患者在病毒载量和免疫系统反应方面并没有减少,而且他们的许多免疫信号都在加速产生。

3.Nature:新研究发现21种现存药物有潜力治疗新冠肺炎
doi:10.1038/s41586-020-2577-1


在一项新的研究中,来自中国香港大学、美国桑福德-伯纳姆-普利贝斯医学发现研究所(Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute)和加州生物医学研究所等研究机构的研究人员鉴定出21种现有的药物可以阻止导致COVID-19疾病的新型冠状病毒SARS-CoV-2的复制。相关研究结果于2020年7月24日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Discovery of SARS-CoV-2 antiviral drugs through large-scale compound repurposing”。论文通讯作者为中国香港大学的Kwok-Yung Yuen、桑福德-伯纳姆-普利贝斯医学发现研究所的Sumit K. Chanda和加州生物医学研究所的Arnab K. Chatterjee。
图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2577-1。
这些作者分析了世界上最大的已知药物集合之一,以评估哪些药物能够阻止SARS-CoV-2复制。他们在实验室测试中报告了100种被证实具有抗病毒活性的分子。在这些药物中,有21种被确定在患者体内可以安全达到的浓度下是有效的。值得注意的是,其中的四种化合物被发现与瑞德西韦(remdesivir)协同发挥作用,其中瑞德西韦是COVID-19目前的标准护理治疗方法。

4.Nature:发现最有效的SARS-CoV-2病毒中和性抗体!
doi:10.1038/s41586-020-2571-7


哥伦比亚大学欧文医学中心的研究人员从几名COVID-19患者身上分离出了迄今为止最有效的SARS-CoV-2病毒中和性抗体。这些抗体可以由制药公司大量生产,用于治疗患者,特别是在感染的早期,并预防感染--特别是老年人。

"我们现在有一系列相对于此前发现的其他抗体更有效、更多样化的中和性抗体,我们已经准备好开发这些抗体用于治疗。"哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医学院医学教授、艾伦戴蒙德艾滋病研究中心的科学主任David Ho博士说道。

研究人员已经证实,他们纯化的强中和抗体对仓鼠的SARS-CoV-2感染提供了显着的保护,他们计划在其他动物和人身上进行进一步的研究。研究结果近日发表在《自然》杂志上。

5.铁证!NEJM/Nature三项研究证明氯喹无法治疗COVID-19/SARS-CoV-2!
doi:10.1038/s41586-020-2558-4; doi:10.1038/s41586-020-2575-3; doi:10.1056/NEJMoa2019014


COVID-19已迅速成为大流行,目前尚无抗病毒药物或疫苗。目前正在进行几项临床研究,以评估已在体外证明具有抗病毒功效的药物的疗效。在这些候选药物中,氯喹和羟基氯喹(HCQ)在疫情初期备受推崇,尤其是受到美国总统特朗普的极力推荐,这导致这两种药物已在世界范围内给数千人使用,然而越来越多的证据表明氯喹和羟基氯喹根本无法预防SARS-CoV-2感染或者治疗COVID-19。近日,三项分别发表在Nature和New England Journal of Medicine的临床前及临床研究,再次以铁证证明这两种药物无效!

来自巴黎-萨克雷大学等单位的研究人员评估了HCQ在体外和感染SARS-CoV-2的猕猴体内的抗病毒活性。HCQ在非洲绿猴肾脏细胞(VeroE6)中显示抗病毒活性,但在重建的人气道上皮模型中没有显示出效果。相关研究成果发表在Nature上(Hydroxychloroquine use against SARS-CoV-2 infection in non-human primates)。研究人员在猕猴中测试了不同的治疗策略,包括在病毒载量高峰前后,单独或联合阿奇霉素(AZTH)。结果显示HCQ和HCQ+AZTH均未对任何测试室的病毒载量水平产生显着影响。当该药物被用作接触前预防(PrEP)时,HCQ不能提供防止感染的保护。这项研究结果不支持使用HCQ--无论是单独使用还是与AZTH联合使用--作为人类COVID-19的抗病毒治疗。

氯喹是一种抗疟疾药物,此前经常用于COVID-19治疗,因为研究证明它抑制了SARS-CoV-2在肾源细胞系Vero中的传播。在另一项发表在Nature上的研究(Chloroquine does not inhibit infection of human lung cells with SARS-CoV-2)中,来自莱布尼茨灵长类动物研究所等单位的研究人员证明了TMPRSS2的工程表达--激活SARS-CoV-2进入肺细胞的细胞蛋白酶--使SARS-CoV-2感染的Vero细胞对氯喹不敏感。此外,研究人员证明了氯喹不能阻断TMPRSS2阳性肺细胞系Calu-3的SARS-CoV-2感染。这些结果表明,氯喹针对的是一种病毒活化途径,该途径在肺细胞中不起作用,不太可能防止SARS-CoV-2在患者体内和患者之间的传播。

6.Nature:重建COVID-19疫情全程传播动态
doi:10.1038/s41586-020-2554-8


随着世界各国审查遏制COVID-19大流行的干预措施,通过研究中国武汉SARS-CoV-2的全面传播动态,可以得出重要的教训,在那里,强有力的非药物干预抑制了当地的COVID-19爆发。

近日,来自华中科技大学和哈佛大学的研究人员基于32,583例实验室确诊病例的数据,使用建模方法重建了2020年1月1日至2020年3月8日期间以事件和干预为特征的5个时期的COVID-19全频谱动态,相关研究成果发表在Nature杂志上,题为"Reconstruction of the full transmission dynamics of COVID-19 in Wuhan"。

研究人员表示,考虑症状前感染、时变确定率、传播率和人口流动,研究人员确定了暴发的两个关键特征:高覆盖率和高传播率。据研究人员估计,3月8日之前的感染有87%(下界53%)未查明,可能包括无症状和症状较轻的病例;在爆发初期,基本繁殖数R0为3.54(95%可信区间[CrI]: 3.40-3.67),远高于SARS和MERS。

7.Nature:发现可有效中和并保护人体的抗SARS-CoV-2抗体
doi:10.1038/s41586-020-2548-6


COVID-19大流行是对全球健康的重大威胁,尤其是医疗应对措施有限的地区。此外,我们目前对体液免疫的机制缺乏深入的了解。近日来自范德比尔特大学医学中心和华盛顿大学医学院等单位的研究人员从针对刺突(S)糖蛋白的大量人类单克隆抗体(mAbs)中发现了一些具有有效中和活性并完全阻断S蛋白受体结合区域(SRBD)与人ACE2受体(hACE2)相互作用的单克隆抗体,相关研究成果发表在Nature上,题为"Potently neutralizing and protective human antibodies against SARS-CoV-2"。
图片来源:https://cn.bing.com。

研究人员表示,竞争结合、结构和功能研究允许将单克隆抗体聚类分析,以识别SRBD上不同的表位以及S蛋白三聚体不同的构象状态。研究人员发现,这些中和单抗COV2-2196和COV2-2130可以有效识别非重叠位点,同时与S蛋白结合,协同中和真实的SARS-CoV-2病毒。

研究人员在两种小鼠SARS-CoV-2感染模型中证明了,被动输入COV2-2196或COV2-2130或联合使用这两种单克隆抗体均可保护小鼠免于体重减轻、减轻病毒负担和肺部炎症。此外,研究人员还证明了被动输入两种最有效的ACE2阻断单克隆抗体(COV2-2196或COV2-2381)作为单一治疗可以保护恒河猴免受SARS-CoV-2感染。

8.Nature意外发现!非感染者体内竟存在SARS-CoV-2抗体!
doi:10.1038/s41586-020-2550-z


前病原体诱导的记忆T细胞可以改变对随后感染的易感性和临床严重程度。对于人类体内是否存在具有识别SARS-CoV-2潜能的预先存在的记忆T细胞,现在我们知之甚少。为了揭开这个秘密,近日来自Duke-NUS医学院和A*STAR研究所等单位的研究人员在Antonio Bertoletti的带领下,首次研究了COVID-19恢复期病人(n=36)体内的T细胞对SARS-CoV-2的结构区(核衣壳蛋白,NP)和非结构区(ORF1的NSP-7和NSP13)的反应,相关研究成果发表在Nature上,题为"SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls"。

研究人员发现,在所有这些研究参与者中, CD4和CD8 T细胞能够识别NP蛋白的多个区域。研究人员还发现,从SARS中恢复过来的患者(n=23)在2003年SARS爆发17年后仍然拥有对SARS-NP反应的持久记忆T细胞,显示出对SARS-CoV-2 NP的强大交叉反应性。令人惊讶的是,研究人员还经常在没有SARS病史、COVID-19或接触过SARS/COVID-19患者的个体中检测到SARS-CoV-2特异性的T细胞(n=37)。未感染供体的SARS-CoV-2 T细胞表现出不同的免疫优势模式,通常以ORF-1编码的蛋白NSP7以及NP结构蛋白为靶点。NSP7特异性T细胞的表位特征表明,这些T细胞可以识别与"普通感冒"人冠状病毒低同源性的蛋白片段,但在动物beta冠状病毒中较保守。

9.Nature:对1700万人的研究揭示与COVID-19死亡相关的风险因素
doi:10.1038/s41586-020-2521-4


在一项新的研究中,来自英国牛津大学和伦敦卫生与热带医学学院等研究机构的研究人员基于对英国1700万成年人的完整假名健康记录的分析,发现了与COVID-19死亡相关的风险因素。这项研究提供了关于与糖尿病和肥胖等各种先前存在的医学疾病相关的风险大小的详细信息。与之前的研究相一致的是,它还表明男性、老年人和更贫困的人死于COVID-19的风险更高。黑人和亚洲人也被发现有更高的死亡风险;然而,与之前的猜测相反的是,这种风险的增加仅是部分归因于先前存在的临床风险因素和贫困。相关研究结果于2020年7月8日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“OpenSAFELY: factors associated with COVID-19 death in 17 million patients”。
图片来源:https://cn.bing.com。

Ben Goldacre、Liam Smeeth及其同事们开发了OpenSAFELY,这是一个安全的分析平台,纳入了英国40%的国家医疗服务(NHS)患者的假名数据。在17278392名成年人的电子健康记录中,有10926例医院内外的死亡病例与COVID-19有关。这是对这些作者在今年5月发布的一篇预印本文章中对5707例院内死亡相关的因素的初步研究结果的大幅扩展。

10.Nature:新研究表明在意大利的一个城镇,超过40%的SARS-CoV-2携带者没有症状
doi:10.1038/s41586-020-2488-1


根据一项新的研究,在意大利的一个城镇中,超过40%被诊断为COVID-19的人没有患病的迹象,无症状的携带者可能是这种病毒的重要传播者。这项研究表明,大规模测试和隔离携带者对于遏制病毒聚集性疫情是多么重要。相关研究结果于2020年6月30日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Suppression of a SARS-CoV-2 outbreak in the Italian municipality of Vo’”。

这个称为Vo的城镇人口3200人,在2月底登记了意大利第一例COVID-19死亡病例。它立即被置于为期两周的封锁状态,在此期间,这些研究人员能够对超过85%的人口进行COVID-19检测。他们发现,在隔离开始时,有2.3%的Vo人口被感染,而在封锁结束时,只有1.2%的Vo人口被感染,而且超过40%的阳性检测者没有任何症状。(生物谷 Bioon.com)

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