COVID-19可直接感染并损伤人体肾细胞

导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2可以直接感染一种特殊类型的肾细胞。杜克大学的生物医学工程师和病毒学家说，这一发现有助于解释为什么急性肾损伤是严重COVID-19患者观察到的主要并发症之一。

这项研究发表在4月20日的杂志上细胞与发育生物学前沿“，．

当COVID-19在2020年初开始在全球传播时，医生们知道这种病毒主要感染呼吸道中的细胞。但随着病例数量开始增加，医生们惊讶地发现，许多患者，尤其是那些患有严重COVID-19的患者，也出现了肾脏损伤。

萨米拉·穆萨(Samira Musah)在2020年春天参加一个虚拟研讨会时注意到了这个问题。Musah是杜克大学生物医学工程和医学助理教授，他听取了医生们的研究报告，这些研究描述了从未经历过任何肾脏相关问题的患者是如何发展的肾脏疾病因为他感染了COVID-19。

穆萨说:“听到医生描述健康的患者在感染新冠病毒后突然出现肾损伤，需要进行透析的情况，令人震惊。”“很明显，这种病毒对肾脏有影响，但当时还处于大流行的早期，没有人确定到底发生了什么。”

在之前的工作中，Musah和她的团队证明了他们可以指导人类诱导多能干细胞发育成熟为功能性足细胞，这是一种特殊类型的肾细胞，有助于控制血液中的毒素和废物的清除。Musah和实验室的博士后Titilola Kalejaiye想看看他们是否可以使用这个模型来确定SARS-CoV-2如何以及为什么能够破坏肾细胞。

作为概念验证，Kalejaiye最初研究的是SARS-CoV-2的伪病毒版本。这些伪病毒是为了模仿特定病毒的特征而开发的，但不能产生具有复制能力的病毒颗粒，因此可以安全地用于广泛的研究。在把假病毒引入他们的足突细胞在细胞模型中，Kalejaiye发现病毒的刺突蛋白可以直接与足细胞表面的众多受体结合。

Kalejaiye也是这篇论文的第一作者，他解释说:“我们发现这种病毒特别擅长与足细胞表面的两个关键受体结合，而这些受体在这些肾细胞中非常丰富。”“最初人们对病毒的吸收很强烈，我们还发现，当你增加病毒的剂量时，吸收会进一步增加。这种病毒似乎对这些肾细胞有很强的亲和力。”

为了用真正的SARS-CoV-2病毒测试他们的足细胞模型，Musah和Kalejaiye与杜克大学医学助理教授、杜克大学人类疫苗研究所研究员玛丽亚·布拉西(Maria Blasi)合作。在大流行之前，布拉西正在探索包括艾滋病毒在内的病毒是如何感染和破坏另一种称为肾小管上皮细胞的肾细胞亚群的。

布拉西说:“我们在一起参加的教师会议上相遇真是幸运。”“萨米拉正在寻找一个有处理活病毒经验的人，而我正在寻找萨米拉可以制造足细胞的模型，所以我们决定一举两得。”

就像假病毒一样，研究小组观察到活病毒对足细胞有很强的亲和力。一旦病毒感染了细胞，它就会破坏足细胞，导致它们帮助过滤血液的长长的手指状结构收缩和萎缩。如果对细胞的损伤太严重，足细胞就会死亡。

布拉西说:“除了结构损伤外，我们还发现病毒可以劫持足细胞的机制，产生更多的病毒颗粒，这些病毒颗粒可以传播，感染更多的细胞。”

现在，该团队希望扩大他们的工作范围，研究SARS-CoV-2的不同变体在肾细胞中的表现。随着病毒变体的出现，肾损伤的发生频率降低了。这使得研究小组质疑新的变异是如何变化的，以及它们是否变得不太能感染肾脏细胞。

Musah说:“我认为，我们从在家听取医生的初步报告，到在虚拟环境中形成合作，并在如此短的时间内取得这些结果，这是非常了不起的。”“我们在正确的时间拥有正确的人员和工具。这是我相对年轻的实验室最成功的合作之一，我期待着继续这项工作。”