新型冠状病毒肺炎肺部细胞图谱揭示了为什么SARS-CoV-2是致命的和不同的
一项新的研究正在绘制肺部中SARS-COV-2感染的最详细的图片，揭示了导致致死的Covid-19的机制，并可解释长期并发症，并展示Covid-19如何与其他传染病的不同。
由研究人员领导的哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医生和赫伯特综合癌症中心，研究发现，在死于感染的患者中，Covid-19释放了逃逸炎症的有害三十次，直接破坏和损伤的再生肺参与气体交换的细胞，加速了肺瘢痕形成。
虽然这项研究看着那些死于该疾病的患者的肺部，但它提供了固体导致为什么严重Covid的幸存者可能会因肺疤痕而经历长期呼吸系统并发症。
“这是一种毁灭性的疾病，但我们对COVID-19肺部的了解，是我们在识别潜在靶点和治疗方法方面迈出的第一步，这些靶点和治疗方法可以破坏这种疾病的一些恶性循环。特别是针对负责肺纤维化医学助理教授、医学博士本杰明·伊扎尔(Benjamin Izar)说，他领导了一个由40多名研究人员组成的团队，在几个月内完成了通常需要数年时间的一系列分析。
本研究和由哈佛大学/麻省理工学院的研究人员领导的伴侣文件，哥伦比亚调查人员也贡献的，发表了该杂志自然4月29日。
研究在Covid Lung中创造了细胞的图谱
从其他调查中的新研究是独一无二的，因为它可以使用单细胞分子分析直接检查肺组织（而不是痰液或支气管洗涤），其可以鉴定组织样品中的每个细胞并记录每个细胞的活性，导致细胞的图谱在covid肺。
“正常的肺部将有许多我们在Covid中找到的相同细胞，但在不同的比例和不同的激活状态下，”Izar说。“为了了解Covid-19如何与对照肺和其他形式的传染性肺炎相比如何不同，我们需要一个接一个地看待成千上万的细胞。”
Izar的团队检查了19个人死于Covid-19的人，并进行了快速尸检（死亡时间内） - 肺和其他组织被收集并立即冷冻 - 非Covid-19患者的肺部。与康奈尔大学的调查人员合作，研究人员还将其研究结果与其他呼吸疾病的肺部进行了比较。
靶向IL-1Beta的药物可能会降低炎症
该研究发现，与正常肺相比，来自Covid患者的肺部填充了称为巨噬细胞的免疫细胞。
通常在感染期间，这些细胞咀嚼病原体，但也调节炎症的强度，这也有助于战斗。
伊扎尔说:“在COVID-19中，我们看到巨噬细胞的扩张和不受控制的激活，包括肺泡巨噬细胞和单核细胞来源的巨噬细胞。”“它们完全失去了平衡，让炎症肆无忌惮地蔓延。”这就导致了恶性循环免疫细胞进来造成更多炎症，最终损害了肺组织”。
其中一种炎症细胞因子，il -1 β，是由这些巨噬细胞快速产生的。
“与其他细胞因子不同，如IL-6似乎在各种肺炎中普遍普遍，与其他病毒或细菌肺部感染相比，巨噬细胞中的IL-1Beta在Covid-19中更明显，”Izar说。“这很重要，因为存在夯实IL-1Beta的效果的药物。”
这些药物中的一些已经在Covid患者的临床试验中进行了测试。
严重的covid还可以防止肺部修复
在典型的感染中，病毒破坏肺细胞，免疫系统清除病原体和碎片，然后肺再生。
但在Covid中，新的研究发现，不仅SARS-COV-2病毒破坏了对气体交换重要重要的肺泡上皮细胞，随后的炎症也损害了剩余细胞再生肺部受损的能力。虽然肺仍然含有可以进行修理的细胞，但炎症永久地捕获中间细胞状态的这些细胞，并使它们不能完成更换成熟肺上皮所需的分化的最后步骤。
伊扎尔说:“除其他因素外，IL-1b似乎是诱导和维持这种中间细胞状态的罪魁祸首，从而将COVID-19中的炎症和肺再生受损联系起来。”这表明，除了减少炎症，靶向il -1 β可能有助于消除肺修复所需的细胞刹车。”
防止加速纤维化
研究人员还发现了大量特异性成纤维细胞，称为病理成纤维细胞，其在Covid-19肺中产生快速瘢痕。当成纤维细胞用瘢痕组织填充肺部时，一种称为纤维化的过程，肺部对涉及气体交换的细胞具有较少的空间，并且被永久损坏。
考虑到病理性成纤维细胞在疾病中的重要性，Izar的团队仔细分析了这些细胞，以发现潜在的药物靶点。一种名为VIPER的算法，是由哥伦比亚大学瓦格洛斯外科医学院(Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons)系统生物学主席安德烈·卡利法诺(Andrea Califano)博士先前开发的。该算法识别出了细胞中几种起重要作用的分子，这些分子可以被现有药物瞄准。
“该分析预测，抑制统计信令可以减轻由病理成纤维细胞引起的一些有害效果，”Izar说。
“我们希望，通过共享这一分析和大量数据资源，其他研究人员和制药公司可以开始测试和扩展这些想法，并找到治疗方法，不仅治疗危重患者，还能减少COVID-19重症患者的并发症。”
几个哥伦比亚实验室的团队努力
“在如此短的时间内将这项研究拉在一起，只有在哥伦比亚的几个研究人员的帮助下，”Izar说。
批判性地，在大流行的大流行病，哥伦比亚病理学和细胞生物学系决定冻结死者的Covid患者的许多组织以保留细胞的分子状态。该部门组织库总监Hanina Hibshoosh，MD启动了与Izar的实验室的合作，它具有在用冷冻组织进行单细胞分析的专业知识。病理学家Anjali Saqi，MD，病理学和细胞生物学教授，在采购和评估样品中也是有限的。
Que，MD，博士，医学教授，他的实验室提供了识别和表征的专业知识细胞在肺部及其再生潜力。纤维化专家罗伯特施韦巴，医学副教授，医学副教授，在Covid-19推动肺疤痕的解剖机制方面至关重要。“我们非常感谢所有贡献这项努力的实验室，非常幸运能够在一个合作环境中拥有所有必要的专业知识。”
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