新技术提供Covid-19中肺部病理学的详细图

由威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)和纽约长老会医学院(NewYork-Presbyterian)的研究人员领导的一个团队使用先进技术和分析技术，以单细胞分辨率绘制了COVID-19重症和其他传染性肺部疾病患者病变肺组织的细胞景观。

这项研究于3月29日在线发布自然在美国，研究人员对解剖后的肺组织进行了成像，同时突出了几十个分子标记细胞。使用新颖的分析工具分析这些数据，揭示了对这些肺部疾病损害原因的新见解，并为进一步研究提供了丰富的数据资源。

“COVID-19是一种复杂的疾病，我们仍然不清楚它对很多器官有什么影响，但有了这项研究，我们能够对它对肺部的影响有更清晰的了解，”生理学和生物物理学教授、资深合著者奥利维尔·埃莱曼托博士(Dr. Olivier Elemento)表示，卡里尔和以色列英格兰德精确医学研究所主任，威尔·康奈尔医学院阿尔瓦利德·本·塔拉尔·本·阿卜杜勒阿齐兹·沃苏王子计算生物医学研究所副主任，世界定量预测计划联席主任，该公司资助了组织的单细胞分析技术。“我认为我们在这里使用的技术方法将成为研究这类疾病的标准。”

传统的组织分析，通常使用化学染色或标记抗体，标记细胞上的不同分子，可以揭示解剖组织的重要特征。然而，这种方法在可以同时标记的特征数量上是有限的。它通常也不允许详细分析组织中的单个细胞，同时保留细胞在组织中的位置信息。

该研究中使用的研究人员的主要技术，一种称为成像质量细胞仪的技术，主要克服了这些限制。它使用金属标记抗体的集合，其可以同时标记组织内细胞上的几十个分子标记。特殊的激光扫描标记的组织部分，蒸发金属标签，并检测金属的明显签名并与激光位置相关。该技术基本上是映射细胞在样品中以及每个细胞的表面受体和其他重要识别标记中的地图。分析了超过650,000粒细胞。

研究人员将方法应用于19肺组织样本，尸检死于严重的Covid-19，急性细菌肺炎或细菌或流感相关的急性呼吸窘迫综合征，加上四种肺组织样本尸体从没有的人身上尸体肺部疾病。

来自Covid-19案例的样品中的研究结果与疾病所知的广泛一致，但澄清了这些知识，更精细细节。它们表明，例如，调节肺部气体交换功能的细胞称为肺泡上皮细胞，是SARS-COV-2感染的主要靶标，导致Covid-19的冠状病毒。该分析表明，这些感染的细胞不仅被肺渗透免疫细胞攻击，这可能有助于解释为什么炎症常常在严重的Covid-19中保持恶化，并最终导致如此广泛且相对不分化的损伤。

一个惊喜是，年龄和性别，Covid-19的死亡风险中的两个主要因素在组织学水平上没有明显差异，一旦Covid-19进展到严重阶段。

结果还表明白血细胞与其他肺部疾病相比，COVID-19重症患者肺部中称为巨噬细胞的细胞要多得多，而称为中性粒细胞的白细胞在细菌性肺炎中最为普遍——这一区别可能与这些传染性疾病未来治疗方法的发展有关。

图像显示刺突蛋白，DNA和免疫细胞肺组织来自COVID-19患者的免疫细胞(蓝色)围绕着感染的肺细胞(绿色)。

总的来说，该研究提供了COVID-19疾病过程的详细信息，以及它与其他传染性肺部疾病的区别。研究人员说，这引发了新的研究问题，目前正在进行调查，其中包括大量用标准病理学技术无法做到的观察。

“技术的应用如我们在这里所证明的疾病的实用性将提供巨大的促进疾病的研究，”威尔康奈尔病理学和实验室医学教授Alain Borczuk博士。纽约 - 长老会/威尔康奈尔医疗中心的医学和病理学家。

研究人员强调，这项技术不仅将适用于广泛的其他疾病组织也应该为医生和科学家首次提供一种实用的方法，来描述其中的重要差异疾病类别。

“传统上肺、肝脏及其他器官疾病我们这些广泛的诊断,实际上涉及多个不同的疾病,目前我们的工具,它将使我们经常来区分这些不同的疾病,希望利用这些区别更有效地治疗病人,”罗伯特·施瓦茨说,文章的第二作者威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell medicine)消化病学和肝病学医学副教授，纽约长老会医院(New York-Presbyterian) /威尔·康奈尔医学中心(Weill Cornell Medical Center)病理学家。“我认为这有可能给医学带来一场革命。”

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