人体抵抗SARS-CoV-2病毒感染的主要防御措施可能有助于病毒感染

来源：生物通

是什么让SARS-CoV-2成为如此威胁人类的病毒？

波士顿儿童医院的Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工学院的Jose Ordovas-Montanes博士领导的一项新研究，确定了病毒可能感染的细胞类型。出乎意料的发现是，人体抵抗病毒感染的主要防御措施之一，实际上可能有助于病毒感染那些细胞。这一发现发表在4月21日的《Cell》杂志上。

这是一项同行评议研究，将有助于解释为什么有些人更易受感染，以及如何最好地寻找治疗方法。

多种研究模式

当中国发布出现了一种新型冠状病毒的消息时，Ordovas-Montanes和Shalek正在研究整个人类呼吸系统和肠道的不同细胞类型。他们还收集了灵长类动物和老鼠的数据。

二月份，他们开始深入研究这些数据。

“我们根据报告的症状和发现病毒的地方，观察鼻腔、肺和肠道等组织的细胞，”Ordovas-Montanes说。

COVID-19敏感细胞

最近的研究发现，SARS-CoV-2与引起SARS大流行的密切相关的SARS-CoV一样，在TMPRSS2酶的辅助下，利用一种叫做ACE2的受体进入人体细胞。这就使科学家提出了一个简单的问题：呼吸道和肠道组织中哪些细胞同时表达ACE2和TMPRSS2？

为了解决这个问题，研究小组转向了单细胞RNA测序，它确定了大约20000个基因中的哪一个在单个细胞中处于“开启”状态。他们发现只有一小部分人的呼吸和肠细胞（通常远低于10%）同时产生ACE2和TMPRSS2。这些细胞分为三种类型：鼻腔中分泌黏液的杯状细胞；帮助维持肺泡（吸入氧气的肺泡）的肺细胞（称为II型肺泡细胞）；以及一种在小肠内排列并参与营养吸收的肠上皮细胞（enterocytes）。从非人类灵长类动物身上采集的样本显示出相似的易感细胞模式。

Ordovas-Montanes指出：“现在保存的许多呼吸细胞系可能不包括全部混合细胞，这样就可能错过相关的类型。一旦你知道哪些细胞易受到感染，你就可以开始问：这些细胞是如何工作的”这些细胞中有没有对病毒的生命周期至关重要的东西，有了合适的细胞模式，我们就可以进行更好的药物筛选。”

干扰素：有益还是有害？

干扰素是人体检测到病毒时的主要防御手段之一。但最让科学家感兴趣的是这项研究的第二个发现。他们发现，ACE2基因编码SARS-CoV-2进入人类细胞的受体受到干扰素的刺激，干扰素实际上在更高的水平上启动了ACE2基因，有可能给病毒带来新的进入途径。

“ACE2在保护各种类型的肺损伤方面也很重，。”Ordovas-Montanes说。“当ACE2出现时，这通常是一个有效的响应。但由于该病毒以ACE2为目标，我们推测它可能利用了正常的保护反应。”

事实上，干扰素本来是作为COVID-19的一种治疗方法被检测的。但使用干扰素是弊大于利？这还不清楚。

Ordovas-Montanes说：“可能是在一些病人身上，由于时间或剂量的关系，干扰素可能抑制病毒，而在其他病人身上，干扰素会促进更多的感染。我们希望更好地了解平衡点在哪里，以及如何在不产生更多病毒感染目标细胞的情况下，保持有效的抗病毒反应。”

ACE抑制剂与细胞因子风暴

这一发现也可能引发围绕ACE抑制剂的新研究方向。ACE抑制剂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抑制剂是否影响疾病风险？

“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，”Ordovas-Montanes说。“这是一个复杂的生物学过程，但了解ACE抑制剂对人体对病毒的生理反应的影响将非常重要。”

细胞因子风暴是一种失控的炎症反应，在病重的COVID-19患者中报道过。细胞因子是一类化学物质，能增强机体抵抗感染的免疫反应，而干扰素是这个家族的一部分。

“我们看到了一场细胞因子风暴，可能是因为干扰素无法限制病毒的传播，所以肺部开始呼吁更多的帮助。这正是我们现在想要理解的。”

未来方向

该研究小组还希望探索病毒在其靶细胞中的作用，并研究儿童和成人的组织样本，以了解为什么COVID-19在年轻人中通常不那么严重。

麻省理工学院和哈佛大学的Carly Ziegler、Samuel Allon和Sarah Nyquist，以及非洲健康研究所的Ian Mbano是该《Cell》论文的第一作者。

参考文献

SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues