人体呼吸道藏着MERS-CoV感染密码！PNAS：多纤毛细胞和DPP4表达左右病毒传播效率

在日常生活里，病毒引发的健康危机时有发生，中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）就是其中之一。它是一种高致病性冠状病毒，时不时在人群中引发疫情，病死率约35%。MERS-CoV主要在骆驼和人之间传播，人际传播效率通常不高，不过偶尔会出现超级传播事件，给公共卫生带来挑战。

近期，发表于Proc Natl Acad Sci U S A（PNAS）的一项研究Variable DPP4 expression in multiciliated cells of the human nasal epithelium as a determinant for MERS-CoV tropism为我们揭示了MERS-CoV感染人体的关键机制。

呼吸道病毒的传播效率与对上呼吸道多纤毛细胞的嗜性密切相关，新冠病毒（SARS-CoV-2）和流感病毒能精准靶向多纤毛细胞，实现高效人际传播。但MERS-CoV能否有效感染多纤毛细胞一直不明确，这对了解其传播机制十分关键。

下面来看看该研究的重要成果。在MERS-CoV感染的肺气道培养物单细胞mRNA测序中，研究人员发现，DPP4在肺气道培养物的少量细胞中表达，主要集中于分泌细胞亚群。MERS-CoV除感染分泌细胞外，多纤毛细胞也可能是其感染目标。感染细胞中，约15%的MERS-CoV阳性细胞集中在成熟纤毛细胞簇，约55%的阳性细胞聚集成“感染”群体，部分细胞表达多纤毛细胞关键标记。

图 1：MERS-CoV感染的人肺气道培养物的单细胞mRNA测序

进一步研究发现，MERS-CoV在肺气道培养物中主要感染多纤毛细胞。感染早期，尽管分泌细胞上DPP4更丰富，但MERS-CoV优先靶向DPP4阳性的多纤毛细胞。随着感染时间延长，感染的多纤毛细胞比例下降，可能是因为纤毛覆盖丧失。同时，感染使多纤毛细胞纤毛缩短，关键转录因子FOXJ1表达下调，引发纤毛病，影响黏液纤毛清除功能。

图 2：MERS-CoV主要靶向肺气道培养物中的多纤毛细胞

研究人员还探究了MERS-CoV在肺气道中的细胞嗜性是否受供体差异影响，结果发现，不同供体来源的细胞中，MERS-CoV均靶向多纤毛细胞，说明其嗜性在不同供体间具有一致性。不过，细胞分化程度对MERS-CoV嗜性影响显著。分化程度低的细胞，病毒嗜性会向分泌细胞转移，DPP4表达也受分化状态影响。

研究人员利用鼻气道培养物深入研究，发现MERS-CoV在鼻气道培养的多纤毛细胞中可高效复制。不同供体的鼻气道类器官衍生细胞中，MERS-CoV都优先感染多纤毛细胞，虽然不同供体间病毒复制滴度有差异，但与细胞嗜性无关。而且，MERS-CoV在鼻气道培养物中的复制与DPP4表达水平紧密相关。DPP4表达高的供体，其细胞中病毒复制滴度更高，表明MERS-CoV更倾向于靶向DPP4阳性的多纤毛细胞。

此外，对人鼻组织的检测显示，DPP4在人鼻的多纤毛细胞中呈局灶性和可变表达。部分人鼻组织样本的纤毛呼吸上皮存在DPP4阳性细胞灶，不同供体间DPP4表达差异明显。

图 4：MERS-CoV在鼻气道培养物中的复制与DPP4表达水平相关

这项研究让我们对MERS-CoV有了更深入的认识。它表明MERS-CoV能有效感染人体呼吸道的多纤毛细胞，DPP4在人鼻组织中的表达具有变异性和局灶性。这些发现为理解MERS-CoV的传播机制提供了重要线索，也为未来防控MERS-CoV疫情的研究指明了方向。未来，期待基于这些成果开发出更有效的防控策略，保障公众健康安全。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Breugem TI, Riesebosch S, Zhang J, et al. Variable DPP4 expression in multiciliated cells of the human nasal epithelium as a determinant for MERS-CoV tropism. Proc Natl Acad Sci U S A. 2025;122(11):e2410630122. doi:10.1073/pnas.2410630122