新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » Cell报道 » 针对新冠病毒SARS-CoV-2/COVID-19,Cell期刊最新研究进展一览(第5期)

针对新冠病毒SARS-CoV-2/COVID-19,Cell期刊最新研究进展一览(第5期)

来源:本站原创 2020-09-30 23:58

2020年9月30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。
SARS-CoV-2(之前称为2019-nCoV)的透射电镜图,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Cell期刊上发表的2019-nCoV/COVID-19研究进行一番梳理,以飨读者。

1.Cell:适应小鼠的新型SARS-CoV-2病毒变体可诱导小鼠出现急性肺损伤和死亡
doi:10.1016/j.cell.2020.09.050


在一项新的研究中,Baric团队通过一连串体内进化,筛选出一种新的适应小鼠的SARS-CoV-2病毒变体,他们称之为SARS-CoV-2 MA10。这种病毒变体可在标准实验室小鼠中重现重症COVID-19疾病的多个方面,比如SARS-CoV-2 MA10在BALB/c小鼠中显示出与剂量和年龄相关的致病性增加。相关研究结果于2020年9月23日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“A Mouse-adapted SARS-CoV-2 induces Acute Lung Injury (ALI) and mortality in Standard Laboratory Mice”。
图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。

这种SARS-CoV-2模型表现出COVID-19疾病的发病率和死亡率,以及宿主遗传学特性、年龄、细胞嗜性、Th1细胞因子升高、表面活性蛋白(surfactant)表达和肺部功能的损失,这种损失与急性肺损伤(acute lung injury, ALI)和急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)的病理特征有关。 这种SARS-CoV-2模型可以快速利用现有的小鼠资源来阐明宿主遗传学特性的作用、调控SARS-CoV-2发病的基本分子机制,以及与疾病严重程度相关的保护性或致病性免疫反应。该模型有望为研究ALI和ARDS提供一个强大的平台,以便利用标准实验室小鼠评估疫苗和抗病毒药物在包括最脆弱人群(即老年人)在内的人群中的性能。

2.Cell:鉴定出抵抗新冠病毒的高效抗体,可保护受感染的仓鼠免受肺部病变
doi:10.1016/j.cell.2020.09.049


新型冠状病毒SARS-CoV-2导致2019年冠状病毒病(COVID-19),如今正在全球肆虐。在一项新的研究中,来自德国神经退行性疾病中心和柏林夏里特医学院的研究人员鉴定出抵抗SARS-CoV-2的高效抗体,目前正在着手开发被动免疫策略。在此过程中,他们还发现一些SARS-CoV-2抗体结合来自多种器官的组织样本,这可能会触发不良副作用。相关研究结果于2020年9月23日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“A therapeutic non-self-reactive SARS-CoV-2 antibody protects from lung pathology in a COVID-19 hamster model”。

最初,科学家从战胜了COVID-19的人的血液中分离出近600种不同的抗体。通过实验室测试,他们能够缩小到几种特别有效地结合这种病毒的抗体。接下来,他们使用细胞培养物人工制造出这些抗体。晶体学分析表明,这些鉴定出的所谓中和抗体结合这种病毒,从而阻止它进入细胞并增殖。此外,抗体对这种病毒的识别有助于免疫细胞消除它。论文共同第一作者、德国神经退行性疾病中心的JakobKreye博士说,对仓鼠的研究(与人类一样,容易被SARS-CoV-2感染)证实了所选择的抗体的高效性:“如果在感染后给予这些抗体,仓鼠最多会出现轻度的疾病症状。如果在感染前,给予这些抗体,那么仓鼠动物不会生病。”

3.Cell:利用交互式的、体验式的现实生活模拟程序来预防疫情爆发
doi:10.1016/j.cell.2020.08.042


2015年,一组疾病爆发建模专家与教育工作者一起创建了Operation Outbreak,这是一个旨在向高中生和大学生教授应对大流行病基本知识的教育平台和模拟程序。该程序是开源和免费提供的,旨在用不同的变量(比如R0和传播模式)模拟疾病爆发,并在真实的人类行为背景下生成数据。它包括一个基于蓝牙的应用程序(app),通过记录手机之间的传播事件来进行接触者追踪。近期,Cell期刊发表一篇标题为“Preventing outbreaks through interactive, experiential real-life simulations”的评论文章,重点介绍了这些细节。

今年夏天,随着COVID-19大流行病的持续蔓延,Operation Outbreak被推广到芝加哥市的2000名学生中,这些学生作为“社会隔离大使(social distancing ambassador)”参与芝加哥青少年暑期实践(One Summer Chicago)项目。这些参与者使用这种应用程序追踪和跟踪行为,了解“感染”如何在城市的不同地区传播。

4.Cell:临床研究证实接种卡介苗可让老年人减少75%的呼吸道感染
doi:10.1016/j.cell.2020.08.051


卡介苗(BCG vaccine)对免疫系统具有广泛的刺激作用。这使得它对各种感染具有有效的预防作用--可能也对COVID-19有预防作用。新的研究正在对此进行调查。卡介苗经常给儿童使用,但是在一项新的称为ACTIVATE的双盲随机临床研究中,来自荷兰拉德堡德大学医学中心和希腊雅典大学等研究机构的研究人员发现老年人也能从卡介苗中受益。相关研究结果于2020年8月31日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“ACTIVATE: randomized clinical trial of BCG vaccination against infection in the elderly”。
图片来自CC0 Public Domain。

在拉德堡德大学医学中心,实验内科教授Mihai Netea正在研究卡介苗对各种感染的这种保护作用,这种作用被称为“训练免疫(trained immunity)”。Netea教授说,“两年前,我们开始了ACTIVATE研究,目的是为了证实接种卡介苗是否能保护脆弱的老年人免受感染。65岁以上入院的患者在出院时随机接受卡介苗或安慰剂接种。我们对他们进行了一年的跟踪调查,以了解卡介苗是否能保护他们免受广泛的感染。”

5.Cell:动物研究发现小型抗体可有效治疗和预防新冠病毒感染
doi:10.1016/j.cell.2020.09.007


在一项新的研究中,来自美国匹兹堡大学医学院、北卡罗来纳大学教堂山分校、德克萨斯大学加尔维斯敦医学分部、加拿大英属哥伦比亚大学和萨斯喀彻温大学的研究人员分析了迄今为止最小的可以完全地和特异性地中和SARS-CoV-2冠状病毒的抗体分子。这种比全尺寸抗体小10倍的微小抗体分子已被用于构建一种称为Ab8的药物,有潜力用于治疗和预防SARS-CoV-2感染。相关研究结果近期发表在Cell期刊上,论文标题为“High Potency of a Bivalent Human VH Domain in SARS-CoV-2 Animal Models”。

这些研究人员报道,Ab8对预防和治疗小鼠和仓鼠的SARS-CoV-2感染非常有效。它的微小尺寸不仅增加了它在组织中扩散的潜力,以便更好地中和这种冠状病毒,而且还使得通过吸入等替代途径给药成为可能。重要的是,它不会与人体细胞结合---这是一个好的迹象,说明它不会对人产生副作用。

论文共同作者、匹兹堡大学医学院传染病科主任John Mellors博士说,“Ab8不仅具有治疗COVID-19的潜力,而且还可能用于防止人们感染SARS-CoV-2。更大尺寸的抗体已经可有效抵抗其他的传染病,而且耐受性良好,这让我们看到希望,Ab8可能有效地治疗COVID-19患者,并且也有可能保护那些从未感染过且没有免疫力的人。”

6.Cell综述全文编译!指出新冠病毒可能抑制长效抗体反应,但仍可能通过病毒特异性记忆T细胞实现免疫记忆
doi:10.1016/j.cell.2020.09.013


目前有限的数据表明,SARS-CoV-2可诱导一定程度的免疫。到目前为止,只有一份通过病毒基因测序证实的4个月内再次感染的明确报告,以及在一项小型研究中,恒河猴似乎可免受再次感染。尽管现在还处于早期阶段,而且这种免疫可能不会持续很长时间,但这对于研制出有效疫苗的前景来说是个好消息,研制出的疫苗在理想情况下应该能产生某种免疫反应,从而保护人体免受再次感染。

CD8+ T细胞、CD4+ T细胞和B细胞在清除大多数病毒感染中发挥着重要作用,康复后产生的T细胞和B细胞记忆在保护宿主在再次接触时免受严重疾病中起着至关重要的作用。然而,迄今为止,大多数有效疫苗的成功在很大程度上取决于产生强效和持久的抗体反应, 通过记忆B细胞和长寿浆细胞的活化,它们源源不断地供应高亲和力抗体。这些抗体在血液中和粘膜表面上流通和检查,即使在微小的浓度下也能结合并中和病毒。

近期,有两项独立的研究探讨了针对SARS-CoV-2的长期免疫的形成。Kaneko人等报道了严重的SARS-CoV-2感染会减弱生发中心反应,这可能会抑制长期抗体反应的产生。他们着手确定了之前报道的SARS-CoV-2短期体液反应的根本原因,其中体液反应持续时间较短也是导致人类严重感染的SARS-CoV和MERS-CoV等相关冠状病毒的特征。对于SARS-CoV感染,这被认为是由于缺乏生发中心反应造成的。生发中心是抗原激活的B细胞从一种称为滤泡辅助T细胞(TFH)的特定CD4+ T细胞亚群获得帮助后形成的短暂存在的微解剖环境。在生发中心内,B细胞经历了克隆扩增(clonal expansion)和亲和力成熟,并得到TFH细胞的进一步帮助,分化为记忆B细胞或长寿浆细胞。

根据这些结果,可以很容易推测,尽管COVID-19感染诱导的最佳保护性免疫可能依赖于记忆T细胞和源自生发中心的长寿浆细胞的产生,但单独的任何一种反应都可能在一定程度上免受严重疾病的侵害。有大量的证据表明,免疫系统的冗余性和多样性确保了在某一免疫分支受损的情况下对感染的保护水平。在无症状感染期间,即使在没有可检测到的抗体反应的情况下,也能发现强效的记忆CD8+ T细胞和CD4+ T细胞反应,这增加了科学家们对SARS CoV-2感染后产生保护性免疫的希望。然而,强效的记忆CD8+ T细胞反应可能难以通过接种疫苗来重现,而接种疫苗可能更多地依赖于强效高亲和力中和抗体的诱导。

7.Cell:COVID-19儿童患者出现罕见炎症反应
doi:10.1016/j.cell.2020.09.016


在最近一项研究中,瑞典Karolinska研究所和生命科学实验室的研究人员以及意大利的Tor Vergata大学的研究人员已经绘制出了与COVID-19相关但罕见但威胁生命的炎症综合征患病儿童的免疫反应。这项发表在《Cell》杂志上的研究表明,这种因COVID19感染而产生的炎症反应与川崎病引发的炎症反应不同。
图片来源:Www.pixabay.com。

在当前的SARS-CoV-2疫情中,除了极少数例外,儿童总体表现出轻度症状。但是,儿科医生发现了一种与川崎病类似的,威胁生命的新型高炎症综合症,并将其命名为与COVID-19相关的儿童多系统炎症综合症(MIS-C)。 当将MIS-C与其他炎症状态进行比较时,该研究观察到血液中特定免疫细胞群,炎症细胞因子和趋化因子的差异频率。与患有川崎病的儿童和患有轻度COVID-19的儿童不同,发展出MIS-C的儿童缺乏普通感冒冠状病毒的IgG抗体。研究人员还发现了几种针对人体自身蛋白质的自身抗体,它们可能与MIS-C的发病机理有关。他们现在也正在研究SARS-CoV-2感染后发展MIS-C的遗传危险因素。

8.Cell:重磅!光有ACE2还不行,新冠病毒还需硫酸乙酰肝素才能进入人细胞
doi:10.1016/j.cell.2020.09.033


一种称为ACE2的分子就像门把手一样位于人肺部细胞的外表面。自2020年1月以来,科学家们已经知道SARS-CoV-2,即导致新冠肺炎(COVID-19)的新型冠状病毒,主要利用ACE2进入这些细胞并建立呼吸道感染。找到一种方法来阻断病毒和门把手之间的相互作用,作为一种治疗这种病毒感染的手段,已经成为许多研究的目标。

在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员发现在一种叫做硫酸乙酰肝素(heparan sulfate)的碳水化合物不存在的情形下,SARS-CoV-2就无法抓住ACE2,而硫酸乙酰肝素也存在于肺细胞表面,作为病毒进入细胞的辅助受体(co-receptor)发挥作用。相关研究结果于2020年9月14日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“SARS-CoV-2 Infection Depends on Cellular Heparan Sulfate and ACE2”。这一发现提供了一种预防和治疗COVID-19的潜在新方法。

9.Cell:我国科学家从结构上揭示BD-368-2抗体可有效治疗遭受新冠病毒严重感染的仓鼠
doi:10.1016/j.cell.2020.09.035


在一项新的研究中,我国研究人员报道了BD-368-2与SARS-CoV-2刺突蛋白(S蛋白)三聚体复合物结合在一起时的分辨率为3.5埃的低温电镜(cryo-EM)结构,揭示出BD-368-2通过同时占据所有三个受体结合结构域(RBD)来完全阻止这种S蛋白三聚体复合物对ACE2的识别,而且不论RBD是处于“上”构象还是“下”构象,都是如此。相关研究结果于2020年9月14日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Structurally resolved SARS-CoV-2 antibody shows high efficacy in severely infected hamsters and provides a potent cocktail pairing strategy”。

再者,BD-368-2以低剂量和不同给药窗口可治疗受感染的成年仓鼠,而接受安慰剂处理的受感染仓鼠表现出严重的间质性肺炎。此外,BD-368-2的表位完全避开了反复出现的VH3-53/VH3-66中和抗体的共同结合位点,与RBD的三方共晶结构也证实了这一点。将BD-368-2与反复出现的强效中和抗体配对,可在pM水平下中和SARS-CoV-2假病毒,并拯救突变诱导的中和逃逸。

10.Cell:揭示儿童多系统炎症综合征的全身炎症和抗体反应特征
doi:10.1016/j.cell.2020.09.034


在一项新的研究中,来自美国西奈山伊坎医学院的研究人员报告了9例MIS-C病例的免疫特征。所有的MIS-C患者都有证据表明之前曾接触过SARS-CoV-2,从而引发了具有完整中和能力的抗体反应。相关研究结果于2020年9月14日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Mapping Systemic Inflammation and Antibody Responses in Multisystem Inflammatory Syndrome in Children (MIS-C)”。
SARS-Cov-2基因组的组成和结构,图片来自Molecular Cancer, 2020, doi:10.1186/s12943-020-01218-1。

对这些MIS-C患者的细胞因子分析确定了炎症(IL-18和IL-6)、淋巴细胞和髓细胞趋化和激活(CCL3、CCL4和CDCP1)以及粘膜免疫失调(IL-17A、CCL20、CCL28)的升高特征。对外周血的免疫表型分析显示非经典单核细胞、NK细胞和T淋巴细胞亚群的减少。最后,这些研究人员对MIS-C患者血浆的自身抗原反应性进行了剖析,发现了已知的疾病相关性自身抗体(抗La抗体)和识别内皮、胃肠道和免疫细胞抗原的新型候选抗体。所有MIS-C患者都接受了抗IL6R抗体和/或IVIG治疗,从而使得病情迅速得到缓解。(生物谷 Bioon.com)

温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


相关标签

最新会议 培训班 期刊库