《細(xì)胞》:人為什么容易被新冠病毒感染?
據(jù)最新消息,頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》以“提前公開(kāi)”的形式,在線發(fā)表了一篇關(guān)于新冠病毒的重要論文。
一支大規(guī)??鐕?guó)團(tuán)隊(duì)在浩瀚的數(shù)據(jù)庫(kù)中“挨個(gè)排查”,找到了三類最有可能受新冠病毒直接攻擊的細(xì)胞類型,還發(fā)現(xiàn)了它入侵人體細(xì)胞的又一狡猾之處。研究作者們表示,盡快共享這些數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn),將有助于集中力量闡明新冠病毒在人體中的作用,“弄清楚為什么有些人更容易被感染,以及怎樣才能最好地找到治療方法”。
2個(gè)月前,學(xué)術(shù)經(jīng)緯團(tuán)隊(duì)報(bào)道了新冠病毒入侵細(xì)胞所需要的兩大關(guān)鍵——病毒用來(lái)結(jié)合的ACE2受體,以及協(xié)助病毒入侵的TMPRSS2蛋白酶。然而,具體哪些細(xì)胞會(huì)表達(dá)這兩類蛋白,卻一直沒(méi)有得到闡明。為了找到這些細(xì)胞,在麻省理工學(xué)院(MIT)和波士頓兒童醫(yī)院的科學(xué)家們的主導(dǎo)下,來(lái)自全球近50家不同機(jī)構(gòu)的研究人員們?cè)谶^(guò)去的2個(gè)月里進(jìn)行了大規(guī)模的篩查工作,只求找到最可能感染新冠病毒的那些細(xì)胞。
研究團(tuán)隊(duì)采用“單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)”對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了解答,這種技術(shù)可以知道每一種特定的細(xì)胞類型里,有哪些基因會(huì)被激活。只要一種細(xì)胞同時(shí)表達(dá)ACE2和TMPRSS2,它被新冠病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)就非常高。結(jié)果顯示,人的呼吸道細(xì)胞和腸道細(xì)胞中,只有不到10%的細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生ACE2和TMPRSS2。而這些細(xì)胞分為3種類型:第一種是鼻腔里的杯狀分泌細(xì)胞(goblet secretory cells),它們平時(shí)的功能是分泌鼻涕;第二類是肺部的Ⅱ型肺泡細(xì)胞(type II pneumocytes),負(fù)責(zé)維持肺泡的功能;第三類細(xì)胞則很有意思,它不是來(lái)自呼吸道,而是來(lái)自消化道,叫做吸收性腸上皮細(xì)胞。顧名思義,它位于小腸上,負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。
這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于需要開(kāi)展細(xì)胞實(shí)驗(yàn)來(lái)篩選藥物的各類研究有著重要意義,“許多現(xiàn)有的呼吸道細(xì)胞系或許沒(méi)有包含(新冠病毒會(huì)感染的)全部細(xì)胞類型,可能會(huì)漏掉相關(guān)的細(xì)胞?!北狙芯康呢?fù)責(zé)人之一Jose Ordovas-Montanes博士指出:“使用更精確的細(xì)胞模型,我們?cè)诤Y選藥物時(shí)就可以更加有的放矢,為后續(xù)進(jìn)入小鼠、非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。”
干擾素:有益還是有害?本來(lái)這項(xiàng)工作做到這里,已經(jīng)很有意義了。但在鑒定出易受感染的細(xì)胞類型后,科學(xué)家們追問(wèn),這些細(xì)胞是怎么工作的?
這導(dǎo)致研究人員們意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)對(duì)治療新冠病毒疾病可能有著重要意義的現(xiàn)象——在上皮細(xì)胞在受到干擾素刺激后,編碼ACE2的基因會(huì)增強(qiáng)表達(dá)!干擾素是人體免疫系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)到病毒后分泌的一類細(xì)胞因子,通常起著防御病毒的重要作用。然而,干擾素上調(diào)ACE2,也就意味著,細(xì)胞表面供新冠病毒進(jìn)入的“門(mén)”更多了。
“在各種肺損傷中,ACE2起著重要的保護(hù)作用。”O(jiān)rdovas-Montanes博士解釋道,“當(dāng)ACE2增加,通常是一種保護(hù)反應(yīng)。可是,由于新冠病毒靶向的是ACE2,我們猜測(cè),正常的保護(hù)反應(yīng)被新冠病毒利用了?!?br />舉個(gè)形象一點(diǎn)的例子,目前在臨床治療新冠疾病患者時(shí),醫(yī)生們也會(huì)用到干擾素來(lái)對(duì)抗病毒感染。但這一發(fā)現(xiàn)意味著,這種處理方式可能反而讓患者體內(nèi)表達(dá)了更多的ACE2,讓更多細(xì)胞可能受到新冠病毒的感染。使用干擾素究竟利大于弊還是弊大于利,需要進(jìn)一步尋求其中的平衡。
后記
在論文的摘要最后,科學(xué)家們也向我們描述了新冠病毒潛在的狡猾一面:當(dāng)感染病毒后,我們身體內(nèi)的干擾素反應(yīng)可能會(huì)驅(qū)動(dòng)大量ACE2的產(chǎn)生。在通常情況下,ACE2有保護(hù)肺部的功能。但這些蛋白的存在,反而會(huì)被新冠病毒所利用,成為它們?nèi)肭指嗉?xì)胞的跳板。這或許可以解釋,為何有些患者在使用了干擾素后,病情反而出現(xiàn)了惡化。
我們也從這篇論文的研究作者列表中看到,在疫情艱難的時(shí)期,仍有許多科學(xué)家參與了這項(xiàng)工作,其中不乏來(lái)自波士頓地區(qū)的研究人員們,而這正是美國(guó)新冠疫情相當(dāng)嚴(yán)重的地區(qū)之一。“這是一項(xiàng)令人難以置信的集體努力,不僅在波士頓,也是在和世界各地的合作者分享數(shù)據(jù),以便盡快提供相關(guān)信息。”另一位共同負(fù)責(zé)人Alex K。 Shalek博士說(shuō),“當(dāng)所有人團(tuán)結(jié)起來(lái)解決一個(gè)難題時(shí),取得的成果令人鼓舞?!?
因此,總的來(lái)說(shuō),抗擊病毒充滿了挑戰(zhàn),對(duì)全球來(lái)說(shuō),任務(wù)依然很艱巨。