研究发现SARS-CoV-2比普通冠状病毒具有更广泛的人呼吸道上皮细胞嗜性

病毒学界  |   2020-08-08 00:00

来源：病毒学界

2019年底出现的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感染导致的2019新型冠状病毒病（COVID-19）在短时间内迅速波及全球。截止到2020年8月，已导致全世界216个国家和地区的18614177人感染，702642人死亡，流行病学数据提示相比其他冠状病毒，SARS-CoV-2具有更强的传染性和致病性，但其具体机制尚不明确。
2020年8月6日，中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所谭文杰/宋敬东课题组在“Nature Communication”杂志在线发表论文题为“Morphogenesisand cytopathic effect of SARS-CoV-2 infection in human airway epithelial cells”。该研究发现与普通冠状病毒相比，SARS-CoV-2能够同时感染人呼吸道上皮的两类细胞-纤毛细胞和分泌细胞，且在两类细胞内的形态发生具相似性，在两类细胞中产生显著细胞病变并诱导细胞调亡。本文的发现丰富了新冠病毒的感染机制及超微病理研究，并对痰栓形成机制及临床治疗提供思路。

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在COVID-19暴发初期，该课题组便快速开展了新型冠状病毒在人呼吸道上皮的复制动力学、细胞噬性、细胞内形态发生的相关研究。呼吸道上皮是SARS-CoV-2感染机体的第一道屏障，呼吸道上皮类器官模型（HAE）在体外模拟了SARS-CoV-2在体内感染复制的微环境，且能够原位、真实的反映病毒感染呼吸道上皮的实际发生发展，是研究病毒细胞噬性和致病性的良好的模型。课题组通过3D共聚焦染色结合透射电镜、扫描电镜观察。发现与和SARS-CoV-2利用相同受体ACE2的普通冠状病毒HCoV-NL63相比，SARS-CoV-2具有更广泛的呼吸道上皮细胞噬性，能够同时感染呼吸道上皮的纤毛细胞和分泌细胞，且在这两类细胞内的形态发生是基本相似的。这在其他六种冠状病毒中是不常见的。研究揭示SARS-CoV-2具有对呼吸道上皮更加广泛的细胞噬性可能是SARS-CoV-2与其他冠状病毒相比传染性更强的原因之一。同时，SARS-CoV-2感染分泌细胞，也揭示了痰液中SARS-CoV-2高检出的原因。与其他冠状病毒相比，SARS-CoV-2在呼吸道上皮中的复制得更快，且产生了严重的细胞病变，大量的呼吸道上皮纤毛皱缩、脱落、倒伏改变，破坏了上皮的粘液-纤毛屏障；病毒导致合胞体产生，伴大量细胞凋亡，破坏呼吸道上皮基底膜的完整性。

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该研究证明，SARS-CoV-2感染全面破坏了呼吸道上皮的抵御功能，造成严重的气管损伤，提供了重要的病毒感染机体的原位病理资料，丰富了新冠病毒的感染机制及超微病理研究，对痰栓形成机制及临床治疗提供思路。中国疾控中心病毒病根预防控制所谭文杰研究员、宋敬东副研究员为本文的共同通讯作者，病毒病所副研究员朱娜、研究员王文玲；北京胸科医院刘志东教授、北京朝阳医院梁朝阳教授为本文的共同第一作者。

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