03.03 研究發現SARS-CoV-2感染新伎倆,病毒感染人體究竟有哪些花招?

編審專家:

2020年2月27日,山東大學和香港大學研究團隊聯合在預印本網站bioRxiv發表了一篇關於呼吸綜合徵冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的研究文章,標題為:Increasing Host Cellular Receptor—Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE2) Expression by Coronavirus may Facilitate 2019-nCoV Infection。

文章指出,各種病毒感染,包括嚴重急性呼吸綜合徵冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)和中東呼吸綜合徵冠狀病毒(Middle East Respiratory Syndrome coronavirus,MERS-CoV),能明顯上調血管緊張素轉換酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)表達,推測冠狀病毒感染能誘導增加ACE2表達,加速其複製和傳播。

干擾素β等細胞因子也可能刺激ACE2表達,說明“炎症風暴”不但會損傷器官,還可能促進病毒複製和傳播。

文章還建議應用降低ACE2表達的藥物,以應對未來可能的疾病暴發。

SARS-CoV-2和ACE2究竟是什麼關係?

SARS-CoV-2

SARS-CoV-2為冠狀病毒的一員。

核衣殼是其核心結構,包括核心和衣殼兩部分。核心的主要成分為病毒的遺傳物質RNA,是病毒複製、遺傳、變異的關鍵。衣殼是保衛核酸的外殼,成分是蛋白質。

包膜是包繞在病毒核衣殼外面的雙層膜,表面有不同形狀的凸起,稱為刺突。冠狀病毒就是因為包膜上有向四周伸出的突起,形如花冠而得名。


研究發現SARS-CoV-2感染新伎倆,病毒感染人體究竟有哪些花招?


ACE2

ACE2是血管緊張素轉換酶家族的一員,本質是蛋白質,在調節血壓、體液平衡、細胞增殖、炎症反應等多方面發揮作用。

ACE2在不同細胞的表達水平不同,主要在肺、心、腎和腸道等表達。

二者關係

已有研究發現,SARS-CoV-2與SARS-CoV可能都使用ACE2作為受體。

SARS-CoV-2的S蛋白,可以結合ACE2,從而幫助病毒進入細胞。

可以說ACE2是SARS-CoV-2打開宿主細胞的“鑰匙”,幫助SARS-CoV-2進入細胞,從而進一步複製和傳播。

針對SARS-CoV的研究發現,ACE2的高表達可以促進病毒感染,而低表達和不表達則會抑制病毒感染甚至導致感染失敗。

ACE2在SARS-CoV-2與SARS-CoV成功感染細胞的作用極其重要,如果能減少體內ACE2的表達,就能阻止病毒進入細胞。

本研究通過細胞試驗,發現SARS-CoV等病毒感染能明顯上調ACE2表達,加速病毒複製和傳播。

病毒感染人體還有哪些“花招”?

除了這次研究發現病毒感染能上調ACE2表達,從而加速自身複製和傳播這一可能的機制外。此前的研究也發現了很多病毒感染人體的招數。

多種途徑傳播

有些病毒可通過不止一種途徑感染人體,比如人類免疫缺陷病毒(HIV)可以通過性接觸傳播、血液傳播、垂直傳播等途徑感染人體。

SARS-CoV-2主要通過呼吸道飛沫和密切接觸傳播,在特定條件下存在氣溶膠傳播的可能。

免疫抑制

有的病毒能抑制人體免疫功能,機制也十分多樣。

甲型流感病毒、腸道病毒、輪狀病毒、乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒等,可以下調幹擾素誘生、表達和(或)干擾素受體水平。干擾素是一種蛋白質,是體內抗病毒的重要“工具”。

麻疹病毒、風疹病毒、鉅細胞病毒及HIV等,能抑制免疫細胞,防止免疫細胞殺滅病毒。

免疫逃逸

病毒可能通過逃避免疫系統防禦、防止免疫系統激活或阻止免疫應答的發生等方式來逃脫免疫應答。

病毒為細胞內寄生,直接避免接觸血液、組織液內各種免疫因子的“追殺”。

有的病毒類型很多,或者特別容易變異,讓免疫系統無法招架,如鼻病毒、柯薩奇病毒、ECHO病毒、HIV、甲型流感病毒等。

有的病毒直接打入免疫細胞內部,在免疫細胞內複製,如HIV、EB病毒、麻疹病毒等。

人類與包括病毒在內的病原微生物一直在鬥爭,隨著科學研究的逐步深入,病毒感染以及損傷人體的機制會越來越明確。對病毒學的深入研究可以為防控和治療病毒感染提供新的思路。

參考文獻

1.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.24.963348v1

2.李凡,徐志凱.醫學微生物學.第9版.北京:人民衛生出版社,2018.


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