Science子刊：震惊！新冠病毒可以感染人体脂肪组织中的脂肪细胞和巨噬细胞，从而显著导致炎症产生

SARS-CoV-2隐藏在人体的脂肪细胞中吗？在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院等研究机构的研究人员发现，SARS-CoV-2能够感染人体脂肪组织。这种现象是利用从接受减肥和心脏手术的患者体内切除的脂肪组织以及它们随后在实验室培养皿中感染了SARS-CoV-2的实验室实验中发现的。这在已故COVID-19患者的尸检样本中得到进一步证实。相关研究结果于2022年9月22日在线发表在Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 infection drives an inflammatory response in human adipose tissue through infection of adipocytes and macrophages”。

肥胖是已确定的SARS-CoV-2感染的独立风险因素，也是患者一旦感染后发展为严重疾病和死亡的风险因素。导致这种脆弱性增加的原因多种多样，包括因体重超重的压力而导致的呼吸障碍，以及肥胖者的免疫反应性的改变。

但是这项新的研究提供了一个更直接的原因：作为导致COVID-19的冠状病毒，SARS-CoV-2可以直接感染脂肪组织。这接着又在常驻的脂肪细胞内进行病毒复制的循环，并导致在脂肪组织中巡逻的免疫细胞出现明显的炎症。这种炎症甚至将这种组织内未受感染的“旁观者”细胞转化为炎症状态。

论文共同通讯作者、斯坦福大学医学院内分泌学教授Tracey McLaughlin博士说，“每3个美国成年人中就有2个超重，每10个人中有4个以上的人肥胖，这是一个令人担忧的潜在原因。”

脂肪组织与COVID-19的联系

肥胖在医学上被定义为身体质量指数（按公斤计算的体重除以按米计算的身高的平方）达到或超过30。身体质量指数（BMI）达到或超过25的人被定义为超重。McLaughlin说，肥胖者死于COVID-19的可能性高达10倍，但是SARS-CoV-2感染的不良后果的风险增加始于低至24的BMI。

论文共同通讯作者、斯坦福大学医学院传染病教授Catherine Blish博士说，“脂肪组织对SARS-CoV-2感染的易感性可能在使肥胖成为COVID-19的风险因素方面发挥着作用。受感染的脂肪组织排出的正是你在重症COVID患者血液中看到的炎症化学物。可以合理地推断，拥有大量受感染的脂组织可能有助于重症COVID-19患者的整体炎症状况。”

这些作者从斯坦福大学医学院减肥手术与心胸外科诊所接受减肥或心胸外科手术的22名患者身体的不同位置获得了脂肪组织样本。然后，在一个安全的设施中，他们用含有SARS-CoV-2的溶液或作为对照的不含SARS-CoV-2的溶液来感染这些样本。严格的实验表明，这种病毒可以感染脂肪细胞并在它们中复制，从它们中离开并在其他细胞中引起新的感染。

脂肪组织不仅包含脂肪细胞，而且还包含多种免疫细胞，包括一种叫做巨噬细胞的免疫细胞。巨噬细胞执行多种任务，包括组织修复、垃圾清理和对检测到的病原体进行猛烈攻击，有时在此过程中对正常组织产生实质性的附带损害。

这些作者在脂肪组织中发现了一个巨噬细胞亚群，它们会被SARS-CoV-2感染，尽管只是短暂的感染。对这些巨噬细胞的SARS-CoV-2感染是顿挫性的：它不会产生有活力的病毒后代。但它确实在这些巨噬细胞中诱发了一个重大的分子变化。

Blish说，“一旦遭受感染，这些巨噬细胞不仅自己发炎，而且还分泌招募更多的炎症性免疫细胞的物质，此外还诱发未受感染的邻近‘旁观者细胞’出现炎症。”

脂肪组织包围着我们的心脏、内脏、肾脏和胰腺，它们会受到组织炎症的不利影响。糟糕的是，这些作者在他们收集和分析的几乎所有SARS-CoV-2感染的脂肪组织样本中发现了能够驱动炎症的感染。

编码SARS-CoV-2的遗传物质几乎无一例外地存在于八名死于COVID-19的患者的不同身体部位的脂肪组织中。在检查另外两名死亡的COVID-19患者的组织时，他们观察到心外膜脂肪中受感染的脂肪细胞附近有炎症性免疫细胞的浸润。

McLaughlin说，“这让我们非常担心，因为心外膜脂肪紧挨着心肌，没有物理屏障将它们分开。因此，那里的任何炎症都可能直接影响心肌或冠状动脉。”

缺少ACE2

奇怪的是，细胞表面分子ACE2被认为是SARS-CoV-2的主要受体，似乎在这种病毒感染脂肪细胞的能力中几乎没有发挥任何作用。

SARS-CoV-2进入脂肪组织中的脂肪细胞和巨噬细胞的方法仍然很神秘。当这种病毒与位于许多身体组织细胞表面上的ACE2蛋白结合时，已确定的主要病毒进入模式就发生了。尽管ACE2具有重要的功能，但是这种病毒并不关心ACE2的作用，它只把这种细胞表面蛋白当作对接站。

成熟的脂肪细胞和体外分化的脂肪细胞在缺乏ACE2蛋白的情况下支持SARS-CoV-2感染。图片来自Science Translational Medicine, 2022, doi:10.1126/scitranslmed.abm9151。

对McLaughlin和Blish来说最具讽刺意味的是，他们发起这项新的研究是因为他们看到有报告表明ACE2可能存在于脂肪组织中，尽管没有证明这一点。（Blish补充说，没有人声称发现了这种蛋白本身。）

但是这些作者吃惊地发现，ACE2在脂肪组织中存在的细胞表面上几乎不存在。Blish说，“这种病毒极不可能通过ACE2进入，因为我们无法在脂肪组织中检测到这种功能性蛋白。”

这意味着从脂肪组织中清除SARS-CoV-2可能需要新的药物。例如，用于COVID-19的单克隆抗体疗法通常通过干扰ACE2/SARS-CoV-2的相互作用而发挥作用。

脂肪组织作为SARS-CoV-2藏身之处的潜力也提出了一种可能性，即它可能导致感染后的持久症状，统称为长期新冠（long COVID），McLaughlin和Blish正在开始探索这一假设。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Giovanny J. Martínez-Colón et al. SARS-CoV-2 infection drives an inflammatory response in human adipose tissue through infection of adipocytes and macrophages. Science Translational Medicine, 2022, doi:10.1126/scitranslmed.abm9151.

2. Stanford Medicine study: SARS-CoV-2 infects fat tissue, creates inflammatory storm cloud
https://med.stanford.edu/news/all-news/2022/09/stanford-medicine-study--sars-cov-2-infects-fat-tissue--creates-.html