圖片來(lái)源：NIH
是什么讓隱藏在COVID-19大流行背后的SARS-CoV-2病毒如此“猖獗”？
美國波士頓兒童醫院Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工學(xué)院的Alex K. Shalek博士等主導的一項新研究，在數據庫中找到了該病毒最可能感染的三類(lèi)細胞類(lèi)型。令人驚訝的是，研究還發(fā)現，人體對病毒感染的主要防御之一實(shí)際上可能有助于病毒感染這些細胞。研究結果于4月21日以“提前公開(kāi)”的形式發(fā)表在《Cell》雜志上。
研究人員表示，這將有助于了解SARS-COV-2在體內的作用機制、為什么有些人更易感以及如何最好地尋找治療方法。
最易被感染的3種細胞類(lèi)型
疫情爆發(fā)初始，Ordovas-Montanes和Shalek就開(kāi)始研究整個(gè)人類(lèi)呼吸系統和腸道中的不同細胞類(lèi)型，此外還收集了非人類(lèi)靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物和小鼠細胞的數據。今年2月，在多機構的通力合作下，他們開(kāi)始深挖這些數據。
SARS-CoV-2病毒是通過(guò)其刺突蛋白與人體細胞上的血管緊張素轉換酶2（ACE2）的受體結合。而TMPRSS2酶有助于激活新冠病毒的刺突蛋白，從而幫助病毒進(jìn)入宿主細胞。這引發(fā)了Ordovas-Montanes和Shalek及其同事的思考：呼吸和腸道組織中的哪些細胞同時(shí)表達ACE2和TMPRSS2？
為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究小組轉向了單細胞RNA測序技術(shù)。結果發(fā)現，只有極少數（遠低于10％）的人類(lèi)呼吸道細胞和腸道細胞同時(shí)產(chǎn)生ACE2和TMPRSS2。這些細胞分為三種類(lèi)型：鼻腔中分泌粘液的杯狀細胞（goblet secretory cells）；肺部的Ⅱ型肺泡細胞（type II pneumocytes），有助于維持肺泡功能；還有一種吸收性腸上皮細胞，分布在小腸內，參與營(yíng)養吸收。從非人類(lèi)靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中采樣的樣本顯示出了相似的易感細胞模式。
無(wú)獨有偶，4月23日，《Nature Medicine》雜志發(fā)表了題為“SARS-CoV-2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes”的文章。來(lái)自Wellcome Sanger研究所和荷蘭格羅寧根大學(xué)醫學(xué)中心等機構的研究人員發(fā)現，可以激活SARS-CoV-2進(jìn)入的受體蛋白ACE2和TMPRSS2蛋白酶在不同器官的細胞中表達，包括在鼻氣道中所有細胞中。而在產(chǎn)生粘液的杯狀細胞和纖毛細胞中，這兩種COVID-19病毒蛋白的含量最高。這最有可能是SARS-CoV-2最初感染途徑。
https://doi.org/10.1038/s41591-020-0868-6
干擾素：有利or有弊
回過(guò)頭來(lái)，一旦了解了哪些細胞容易被感染，就可以繼續下一步研究：這些細胞如何工作？這些細胞中是否有任何對病毒生命周期至關(guān)重要的東西？
于是讓科學(xué)家找到了這項研究的第二個(gè)發(fā)現。他們觀(guān)察到，ACE2基因的表達似乎與被干擾素打開(kāi)的基因有關(guān)。我們知道，干擾素是機體對病毒感染產(chǎn)生的一種細胞因子，通過(guò)干擾病毒復制并激活免疫細胞來(lái)幫助抵抗感染。它還開(kāi)啟了一組獨特的基因，可以幫助細胞抵抗感染。先前的研究表明，ACE2在幫助肺細胞耐受損傷中發(fā)揮作用。但這是首次證明，ACE2與干擾素反應相關(guān)。這一發(fā)現表明，新冠病毒可能已經(jīng)進(jìn)化為利用宿主細胞的天然防御能力，劫持了一些蛋白質(zhì)以供自己使用。
由于干擾素對病毒感染具有如此眾多的有益作用，因此有時(shí)可用于治療乙型肝炎和丙型肝炎等感染。最新研究結果表明，干擾素在對抗COVID-19中的潛在作用可能很復雜。一方面，它可以激活抵抗感染的基因或幫助細胞抵抗損傷，但另一方面，它可以提供額外的靶標，幫助病毒感染更多的細胞。
這或許也解釋了，為什么在某些患者中干擾素能夠抵抗病毒，而在另一些患者中，干擾素則促進(jìn)了更多的感染。研究人員希望能夠找到平衡點(diǎn)，以保持有效的抗病毒反應而不產(chǎn)生更多的靶細胞來(lái)感染病毒。
將來(lái)，研究小組還希望探索該病毒在其靶向細胞中的作用，并研究?jì)和统扇说慕M織樣本，以了解為什么年輕人患COVID-19不那么嚴重。
參考資料：
How SARS-CoV-2 gets into respiratory tissue—and how it may exploit one of our defenses
Researchers identify cells likely targeted by COVID-19 virus
《細胞》最新研究：新冠病毒突破人體防線(xiàn)的能力，真的太強了！
Connecting SARS-CoV-2 Dots: Pinpointing Targeted Cells and Exploring Interferon’s Intriguing Role
Scientists May Have Found The Human Cell Types Most Vulnerable to The New Coronavirus
Key nose cells identified as likely COVID-19 virus entry points
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