03.03 研究发现SARS-CoV-2感染新伎俩,病毒感染人体究竟有哪些花招?

编审专家:

2020年2月27日,山东大学和香港大学研究团队联合在预印本网站bioRxiv发表了一篇关于呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的研究文章,标题为:Increasing Host Cellular Receptor—Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE2) Expression by Coronavirus may Facilitate 2019-nCoV Infection。

文章指出,各种病毒感染,包括严重急性呼吸综合征冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(Middle East Respiratory Syndrome coronavirus,MERS-CoV),能明显上调血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)表达,推测冠状病毒感染能诱导增加ACE2表达,加速其复制和传播。

干扰素β等细胞因子也可能刺激ACE2表达,说明“炎症风暴”不但会损伤器官,还可能促进病毒复制和传播。

文章还建议应用降低ACE2表达的药物,以应对未来可能的疾病暴发。

SARS-CoV-2和ACE2究竟是什么关系?

SARS-CoV-2

SARS-CoV-2为冠状病毒的一员。

核衣壳是其核心结构,包括核心和衣壳两部分。核心的主要成分为病毒的遗传物质RNA,是病毒复制、遗传、变异的关键。衣壳是保卫核酸的外壳,成分是蛋白质。

包膜是包绕在病毒核衣壳外面的双层膜,表面有不同形状的凸起,称为刺突。冠状病毒就是因为包膜上有向四周伸出的突起,形如花冠而得名。


研究发现SARS-CoV-2感染新伎俩,病毒感染人体究竟有哪些花招?


ACE2

ACE2是血管紧张素转换酶家族的一员,本质是蛋白质,在调节血压、体液平衡、细胞增殖、炎症反应等多方面发挥作用。

ACE2在不同细胞的表达水平不同,主要在肺、心、肾和肠道等表达。

二者关系

已有研究发现,SARS-CoV-2与SARS-CoV可能都使用ACE2作为受体。

SARS-CoV-2的S蛋白,可以结合ACE2,从而帮助病毒进入细胞。

可以说ACE2是SARS-CoV-2打开宿主细胞的“钥匙”,帮助SARS-CoV-2进入细胞,从而进一步复制和传播。

针对SARS-CoV的研究发现,ACE2的高表达可以促进病毒感染,而低表达和不表达则会抑制病毒感染甚至导致感染失败。

ACE2在SARS-CoV-2与SARS-CoV成功感染细胞的作用极其重要,如果能减少体内ACE2的表达,就能阻止病毒进入细胞。

本研究通过细胞试验,发现SARS-CoV等病毒感染能明显上调ACE2表达,加速病毒复制和传播。

病毒感染人体还有哪些“花招”?

除了这次研究发现病毒感染能上调ACE2表达,从而加速自身复制和传播这一可能的机制外。此前的研究也发现了很多病毒感染人体的招数。

多种途径传播

有些病毒可通过不止一种途径感染人体,比如人类免疫缺陷病毒(HIV)可以通过性接触传播、血液传播、垂直传播等途径感染人体。

SARS-CoV-2主要通过呼吸道飞沫和密切接触传播,在特定条件下存在气溶胶传播的可能。

免疫抑制

有的病毒能抑制人体免疫功能,机制也十分多样。

甲型流感病毒、肠道病毒、轮状病毒、乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒等,可以下调干扰素诱生、表达和(或)干扰素受体水平。干扰素是一种蛋白质,是体内抗病毒的重要“工具”。

麻疹病毒、风疹病毒、巨细胞病毒及HIV等,能抑制免疫细胞,防止免疫细胞杀灭病毒。

免疫逃逸

病毒可能通过逃避免疫系统防御、防止免疫系统激活或阻止免疫应答的发生等方式来逃脱免疫应答。

病毒为细胞内寄生,直接避免接触血液、组织液内各种免疫因子的“追杀”。

有的病毒类型很多,或者特别容易变异,让免疫系统无法招架,如鼻病毒、柯萨奇病毒、ECHO病毒、HIV、甲型流感病毒等。

有的病毒直接打入免疫细胞内部,在免疫细胞内复制,如HIV、EB病毒、麻疹病毒等。

人类与包括病毒在内的病原微生物一直在斗争,随着科学研究的逐步深入,病毒感染以及损伤人体的机制会越来越明确。对病毒学的深入研究可以为防控和治疗病毒感染提供新的思路。

参考文献

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

2.李凡,徐志凯.医学微生物学.第9版.北京:人民卫生出版社,2018.


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