新冠病毒能利用人体免疫系统增强感染和传播能力

众所周知,干扰素(IFN),是一种糖蛋白,由体内免疫系统识别到病毒感染后分泌,干扰素能够抑制病毒在细胞内的增殖,因此被广泛用于抗病毒治疗。

目前,新型冠状病毒引起的肺炎疫情仍在全世界肆虐,已导致超过17万人死亡,给许多国家和人民带来沉重影响。之前的研究已经证实,新冠病毒通过两种受体入侵人体细胞——ACE2TMPRSS2,表达这两种蛋白越多的细胞就越容易被新冠病毒感染。

4月22日,哈佛医学院等数十家科研机构合作,在国际顶尖学术期刊 Cell 以“提前公开”形式,发表了题为:SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues 的研究论文。

这项研究发现,人类上皮细胞在受到干扰素刺激后,会增加ACE2的表达。也就是说,新冠病毒感染后,人体免疫系统会分泌干扰素来抑制新冠病毒,然而干扰素能够增加ACE2的表达,ACE2恰恰是新冠病毒入侵细胞的受体。

这样一来,免疫系统为抑制新冠病毒所分泌的干扰素,反而成了新冠病毒撕裂人体细胞的刀子

值得一提的是,早在一个多月前的2月27日,山东大学王培会团队已经报道了ACE2可以被细胞因子如干扰素(IFN-β、IFN-γ)诱导表达
此外,王培会团队还发现SARS-CoV、MERS-CoV以及其他呼吸道病毒如鼻病毒rhinovirus和甲型流感病毒H1N1,均可以诱导ACE2的上调。他们因此推测,病毒感染后激活免疫系统并诱导包括IFN在内的多种细胞因子表达, 这些细胞因子通过其受体激活下游信号通路如JNK通路来促进ACE2的转录和表达。
这表明新冠病毒感染导致的“细胞因子风暴”不仅可以对人体器官造成损伤还可以促进病毒的进一步感染和传播
这一研究成果以Increasing Host Cellular Receptor—Angiotensin-Converting Enzyme 2(ACE2) Expression by Coronavirus may Facilitate 2019-nCoV Infection 为题,发表在生物预印本 BioRxiv 上。山东大学高等医学研究院王培会教授为该研究通讯作者。该论文在bioRxiv上线后,在推特引起广泛讨论。

Cell 这篇论文中也明确提到了山东大学王培会团队此前的这项工作:重要的是,王培会团队分析了公开数据库,独立发现了ACE2可作为气道上皮细胞的干扰素刺激基因(ISG)
ACE2是新冠病毒入侵人类细胞的主要受体,是新冠病毒能够成功感染的关键因子。之前的研究已表明,ACE2的高表达可以促进新冠病毒感染,而低表达和不表达则会抑制病毒感染甚至导致感染失败
中美研究团队的这两项研究,均表明新冠病毒可以通过诱导人类细胞表面受体ACE2的表达,来进一步增强感染和传播能力
这也解释了为何有些新冠患者在使用干扰素后,反而病情恶化的异常现象。
因为该类病毒可能均使用ACE2作为其细胞受体,通过ACE2进入细胞内进行繁殖和进一步的传播,ACE2是病毒打开宿主细胞的“钥匙”,降低ACE2的表达可以到阻止病毒进入细胞的作用。因此,事先储备可以降低ACE2表达的药物如siRNA核酸药物等可以为未来可能的疾病爆发做好准备工作。
总的来说,这两项研究相互印证,表明新冠病毒可以通过诱导其受体ACE2的表达来增强自身感染和传播能力,也提示了降低ACE2表达的药物如siRNA核酸药物等可能用于新冠肺炎的治疗和预防。这些研究对了解新冠病毒成功感染宿主细胞的机制具有启发意义,为防治新冠病毒导致的疫情提供了新的思路和科学依据。
论文链接:
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.24.963348v1

httpss://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.035

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