研究人员发现COVID-19如何可能引发致命水平的肺部炎症

为了应对由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行，需要能够复制人类疾病发展、识别潜在靶点并进行药物测试的模型。具体来说，获得原发人肺体外模型系统是一个优先事项，因为多种呼吸道上皮细胞是病毒入侵的拟议目标。

现在，波士顿大学的一个由感染性疾病、肺部和再生医学研究人员组成的团队正在研究人类干细胞肺被SARS-CoV-2感染的2型肺细胞显示，病毒最初抑制了肺细胞向免疫系统求助干扰素以抵抗病毒入侵的能力，反而激活了一种名为NFkB的炎症通路。“受感染的肺细胞会分泌炎症蛋白。在感染者的体内，这些蛋白质提高了肺部炎症水平，”通讯作者Darrell Kotton医学博士解释说，他是BUSM的David C. Seldin医学教授和BU/BMC再生医学中心(CReM)主任。

根据研究人员的说法，被感染的肺细胞引发的炎症信号会吸引大量的免疫细胞进入肺组织带着被感染的，已经死亡的，垂死的细胞。“我们的数据证实，SARS-CoV-2在感染后早期阻止细胞激活免疫系统的抗病毒分支之一。这些细胞通常会发出的信号是一种被称为干扰素的微小蛋白质，它们在疾病威胁下会释放出来，但却被推迟了几天，给SARS-CoV-2足够的时间来扩散和杀死细胞，引发死细胞碎片和其他炎症，”科顿补充说。

这些数据是基于研究团队在共同高级作者Elke Mühlberger的实验室进行的实验。Elke Mühlberger博士是BUSM的微生物学副教授，也是波士顿大学国家新发传染病实验室(NEIDL)的研究员。Kotton和CReM的其他成员已经开发出了复杂的人类肺组织模型——由人类干细胞培养而来的肺细胞的三维结构，称为“肺类器官”——他们已经在布鲁里大学和其他地方的合作者使用这些模型来研究一系列慢性和急性肺部疾病。

该研究团队由共同第一作者杰西·黄(Jessie Huang)博士、克里斯蒂·阿伯(Kristy Abo)博士、里安农·云达(Rhiannon Werder)博士和亚当·休谟(Adam Hume)博士领导，采用了之前用于研究吸烟影响的实验模型来研究冠状病毒在肺组织中的作用。然后将活冠状病毒飞沫添加到肺细胞上，通过空气感染它们，就像病毒吸入人体后感染肺部内壁细胞一样。“这适应人类干细胞pneumocytes在空气中,称为气液界面的细胞培养是一个重要的进步,让我们模拟SARS-CoV-2如何进入肺部深处的细胞的最严重的受感染的病人,”文章的第二作者安德鲁·威尔逊说,医学博士,医学副教授BUSM。“COVID-19患者的2型肺细胞也会受到感染和损伤，因此这是一个有临床意义的系统，有助于了解这种疾病是如何损伤患者肺部的。”

Wilson和Kotton也是波士顿医疗中心的肺部和重症护理医生，在波士顿医疗中心治疗COVID-19肺炎患者，同时领导他们的实验室生产人类肺细胞，然后运往NEIDL。在那里，休谟是Mühlberger实验室的一位高级研究科学家，他穿着生物安全四级(BSL-4)套装，对三个合作小组通过每周的放大呼叫一起分析的细胞进行感染。

“这些细胞是研究SARS-CoV-2感染的一个惊人平台，”Mühlberger补充说。“它们可能反映了正在发生的事情肺细胞COVID-19患者。如果你看看SARS-CoV-2给这些造成的损害细胞，你肯定不想得这种病。”

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