新型冠状病毒攻击哪些细胞?

柏林卫生研究所(BIH)的科学家，Charité - Universitätsmedizin柏林和海德堡大学医院胸科诊所的科学家，他们的合作是在德国肺研究中心(DZL)的赞助下进行的，已检测非病毒感染患者的样本，以确定肺部和支气管的哪些细胞是新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的靶点。他们发现这种冠状病毒的受体在某些祖细胞中大量表达。这些细胞通常会发展成呼吸道细胞，周围有毛发状突起，称为纤毛，负责清除肺部的黏液和细菌。科学家们已经在《科学》杂志上发表了他们的发现在EMBO杂志。

来自海德堡胸科诊所的罗兰·艾尔斯教授和他的同事最初打算研究为什么肺癌有时会发生在从不吸烟的人身上。他们首先分析了12名肺癌患者的样本。这些样本来自海德堡肺生物样本库，来自肺部癌变部分和周围的健康肺组织。他们还研究了细胞来自健康患者的气道，这些气道是在排除肺癌的支气管镜检查中以微创方式收集的。快速传播的冠状病毒促使研究人员重新审视这些现有但迄今尚未发表的数据。“我相信，我们从这些非冠状病毒感染患者那里收集的数据将为理解病毒感染提供重要信息，”波黑数字健康中心创始主任罗兰·艾尔斯(Roland Eils)说。

感染需要受体和辅助因子

“我们想知道冠状病毒攻击哪些特定细胞，”同样在波黑数字健康中心工作的克里斯蒂安·康拉德教授解释说。这些科学家是通过波黑大学(BIH)教授、校园病毒学研究所(Charité)主任克里斯蒂安·德罗斯特恩(Christian Drosten)的研究得知的;有人认为，这种病毒的刺突蛋白附着在细胞表面的ACE2受体上。此外，病毒需要一种或多种辅助因子才能穿透细胞。但是哪些细胞被赋予了这样的受体和辅助因子呢?呼吸系统哪个部分的哪些细胞特别容易受到SARS-CoV-2感染?Eils和他在波黑和Charité的同事;现在使用单细胞测序技术来检测来自海德堡的样本中的细胞。

60000个单细胞测序

“然后，我们分析了总共近6万个细胞，以确定它们是否激活了受体和潜在辅助因子的基因，从而在原则上允许它们感染冠状病毒，”该研究的主要作者之一苏伦·卢卡森(Soeren Lukassen)报告说，该研究现已发表在《科学》杂志上在EMBO杂志。“我们只在极少数细胞中发现了ACE2和辅助因子TMPRSS2的基因转录本，而且数量非常少。”Lukassen和他的四位合著者Robert Lorenz Chua, Timo Trefzer, Nicolas C. Kahn和Marc A. Schneider发现了这一点祖细胞在支气管中主要负责产生冠状病毒受体。这些祖细胞正常情况下会发展成呼吸道细胞，周围有毛发状突起，称为纤毛，负责清除肺部的黏液和细菌。海德堡大学医院胸科诊所的Michael Kreuter教授解释说:“有了哪些细胞受到攻击的知识，我们现在可以开发靶向疗法。”

为什么感染的进展如此不同?

这项研究的另一个有趣的发现是，细胞上ACE2受体的密度随着年龄的增长而增加，而且男性体内的ACE2受体密度普遍高于女性。“这只是一个趋势，但它可以解释为什么感染SARS-CoV-2的男性比女性多，”埃利斯说。然而，他指出，“我们的样本量仍然太小，无法做出结论性的声明，所以我们需要在更大的患者队列中重复这项研究。”

“这些结果向我们表明，病毒以一种高度选择性的方式活动，它依赖于某些人类细胞来传播和复制，”埃尔斯解释说。“我们越了解病毒与其宿主之间的相互作用，就越能制定有效的应对策略。”他和其他研究人员下一步将对COVID - 19患者进行研究，以确定病毒是否确实感染了这些细胞。“我们想知道为什么感染在一些患者中是良性的，而在另一些患者中却导致严重的疾病，”Eils说。“因此，我们也将密切关注受感染组织中的免疫细胞。”

科技公司提供专业知识

基于英特尔设计的高性能技术解决方案，戴尔开发了一种硬件和系统架构，减少了对6万个单细胞测序所需的处理时间。英特尔(Intel)德国分公司的地区经理汉内斯·施瓦德勒(Hannes Schwaderer)解释说:“关于冠状病毒，我们不知道的事情有很多。这个研究项目和下一步需要大量的计算资源。这正是我们的专业知识可以帮助的地方。”

波黑正在支持COVID-19研究

柏林卫生研究所(BIH)正在通过一个有针对性的项目，帮助推进对新型冠状病毒SARS-CoV-2的研究。波黑执行委员会临时主席、Charité - Universitätsmedizin学院院长Axel R. Pries教授强调:“鉴于SARS-CoV-2病毒构成的全球威胁，作为研究人员，我们有责任调动我们所有的科学知识，以了解病毒及其感染策略，以及COVID-19患者的疾病进展。只有这样，我们才能更好地识别高危患者，并开发新的疗法和疫苗。对这一努力的每一份贡献都会产生影响。”

---

---