2019年底、2020年初，湖北省武汉市爆发了新型冠状病毒（2019-nCoV）感染的肺炎疫情。以武汉市为中心，疫情迅速蔓延至全国各地。2020年1月30日，世界卫生组织（WHO）宣布，将2019-nCoV疫情列为国际关注的突发公共卫生事件（PHEIC）。
2019-nCoV感染人体的第一步是进入人体细胞。徐等的分析发现，2019-nCoV与蝙蝠身上的冠状病毒HKU9-1相似。由于这些病毒可以经过人血管紧张素转换酶2（ACE2）受体侵入细胞，因此表达ACE2的细胞或可作为靶细胞，易被2019-nCoV感染，如肺泡二型（AT2）细胞。然而，除呼吸系统的典型症状外，有些患者还出现了肾衰竭等非呼吸系统症状，这意味着2019-nCoV或可侵犯人体的其他脏器。
韩泽广教授团队认为，不同器官、组织和细胞类型的ACE2表达模式可有助于揭示2019-nCoV的潜在风险。因此，韩教授等利用最新的单细胞RNA测序数据，对人体主要生理系统（如呼吸、心血管、消化及泌尿系统）的相关脏器和细胞类型的ACE2表达进行分析，构建了易受2019-nCoV侵犯的人体器官风险分布图，并将相关研究发表于Frontiers of Medicine杂志。
图1 2019-nCoV侵犯人体器官的风险分布图
注：红色：易感器官，包括气道、食道、肺、心脏、肾、回肠和膀胱。灰色：非易感部位，包括鼻黏膜、支气管、肝脏和胃。
研究简介
本研究探索了已发表的scRNA-seq数据集，并利用数据集评估ACE2在不同器官不同细胞类型中的表达分布，然后再根据scRNA-seq数据集确定ACE2高表达的细胞类型：以肺AT2细胞中的ACE2阳性比例作为基线，若其他器官中某种细胞的ACE2阳性比例大于或等于基线值，则该器官易被2019-nCoV感染。
研究中的scRNA-seq数据集来自不同人体系统的不同组织和器官，包括呼吸系统（如鼻黏膜、呼吸道、支气管和肺）、心血管系统（如心脏）、消化系统（如食道、胃、回肠和肝）和泌尿系统（如肾和膀胱）。
研究结果
1.肺AT2细胞和呼吸道上皮细胞的ACE2表达增高
在研究中分析了来自鼻黏膜、呼吸道、支气管及肺等的scRNA-seq数据集。结果显示，肺AT2细胞中ACE2阳性的比例约为1%，故定义ACE2阳性比例>1%的细胞类型为高风险。
值得注意的是，呼吸道上皮细胞样本的ACE2阳性比例约为2%，因此呼吸道易受侵犯。然而，在鼻腔和支气管样本中，各类细胞的ACE2阳性比例均较低，因此风险较低。
2.心肌细胞的ACE2表达增高
来自人类心脏的scRNA-seq数据显示，>7.5%的心肌细胞的ACE2表达为阳性。这表明心脏易受2019-nCoV感染，尤其是在血液存在病毒或出现病毒血症的情况下。
3.回肠和食道上皮细胞ACE2表达增高
回肠上皮细胞具有极高的ACE2阳性比例（约30%），可能较易受2019-nCoV感染。另外，食道上皮细胞的ACE2阳性比例也>1%，同样被视为高风险。胃和肝细胞的ACE2阳性比例较低（<1%），风险较低。
4.肾近曲小管细胞和膀胱上皮细胞的ACE2表达
肾近曲小管细胞中的ACE2阳性比例较高（约4%）。在膀胱尿路上皮细胞中ACE2的阳性比例为2.4%，因此肾脏和膀胱均为高风险器官，尤其是病毒血症患者中。
结语
基于上述发现，本研究构建了2019-nCoV感染的风险图谱，如图1。在临床中，肺应被认为具有最高风险。除肺外，呼吸道、肾脏、食道、膀胱、回肠和心脏中的ACE2阳性比例均>1%，被视为潜在的高风险器官。另外，本研究的这一发现或可解释新型冠状病毒肺炎患者的非呼吸道症状。
医脉通编译自：Xin Zou, Ke Chen, Jiawei Zou,et al. The single-cell RNA-seq data analysis on the receptor ACE2 expression reveals the potential risk of different human organs vulnerable to Wuhan 2019-nCoV infection. Frontiers of Medicine. https://doi.org/10.1007/s11684-020-0754-0.
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