呼吸道病毒,胃肠道竟也不能幸免于难

小编按:疫情的发展依然没有停住脚步,在为患者以及前线的医护工作者祈福的同时,我们自己能做好的就是照顾好自己,而除了防范呼吸道传染之外我们还需要注意哪些方面呢?你是否也好奇为什么呼吸道病毒患者会出现腹泻、恶心、呕吐的症状呢?以及病毒是否会通过这个途径进行传播呢?虽然目前尚没有明确的证据确定 2019-nCoV 的粪口传播证据,但是已有报道在粪便中检测到新型冠状病毒,并且基于既往对SARS和MERS的研究来看,即使是呼吸道病毒,胃肠道也往往不能幸免于难!让我们跟随这篇2017年的文章看看 MERS 胃肠道感染的证据。

呼吸道病毒,胃肠道竟也不能幸免于难 | 解码nCoV·协和八

解码文章008

文章标题:Human intestinal tract serves as an alternativeinfection route for Middle East respiratory syndrome coronavirus(人胃肠道可以作为MERS病毒感染路径)

发表杂志:Science Advances

发表日期:2017.11.15

通讯作者:Kwok-Yung Yuen

单位:

1 State Key Laboratory of Emerging Infectious Diseases, University of Hong Kong, Hong Kong, China;

2 Department of Microbiology, University of Hong Kong, Queen Mary Hospital, Pokfulam, Hong Kong, China.

3 Research Centre of Infection and Immunology, University of Hong Kong, Hong Kong, China.

4 Carol Yu Centre for Infection, University of Hong Kong, Hong Kong, China

5 Collaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases, University of Hong Kong, Hong Kong, China.

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图1.(A/B)人类原代肠上皮细胞及离体小肠组织的病毒易感能力。

A:绿色为 MERS-CoV 核衣壳蛋白(NP)荧光染色,蓝色为细胞核的荧光染色,结果显示几乎所有种植病毒的细胞都能表达大量 NP蛋白;

B:红色为 NP 蛋白,绿色 CK19 标记小肠细胞,蓝色标记细胞核,结果显示:除了部分小肠上皮的萎缩之外,小肠组织可见病毒感染阳性的细胞。

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图1.(C/D)人类原代肠上皮细胞及离体小肠组织的病毒易感能力。

C:小肠离体组织中病毒可以大量复制。

D:一个 MERS 患者中还原的病毒核衣壳蛋白的亚基因组 RNA 序列(N基因 sgRNA)。

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图2. (A-E)人肠道类器官中 MERS-CoV 的感染复制模型。

人肠道类器官是从LGR5+的成人肠道干细胞的培养分化获得的,类器官能够模拟人类肠道所有上皮细胞类型的形态和功能特征。结果显示人肠道类器官中病毒可以感染并大量复制。

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图2. (F)人肠道类器官中 MERS-CoV 的感染复制模型。

红色为 NP 蛋白,绿色为小肠细胞标记物CK19,蓝色为细胞核染色,注:图中黄色为红色+绿色,即为病毒感染的小肠细胞。结果显示,与对照(MOCK)相比,MERS-CoV能够感染人类肠道类器官。

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图3. 不同消化液下的 MERS-CoV在小肠中的存活水平。

饥饿下的胃液(FaSSGF,pH2.0),进食状态下的胃液(FeSSGF),进食状态下的小肠液(FeSSIF),对照(DMEM)。结果显示饥饿状态下的强酸性胃液杀伤 MERS-CoV 能力更强。EV71 和 HCoV-229E 是另外两种肠道冠状病毒,用作参考。

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图4. 极性 Caco-2 细胞中MERS-CoV 的复制和细胞凋亡。此处小编想偷懒,感兴趣请自行查看原文。

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图5. hDPP4 转基因小鼠 MERS-CoV肠道感染模型。

A:(a-c)病毒种植后第1,3,5天小鼠的小肠组织病理切片,(d,e)病毒种植第5天予 PPI 药物小鼠小肠组织病理切片,(f)空白对照小鼠,结果显示:病毒感染后逐渐恶化的炎症反应和上皮细胞萎缩,PPI 抑制胃酸后炎症加重。

B:绿色:NP蛋白;红色:CD3--T细胞标志物,CD68--巨噬细胞标志物。(a-c)种植第一天小鼠病毒感染阳性小肠细胞;(d-f)种植第5,8天小肠感染细胞,箭头示肠粘膜固有层感染阳性细胞,(d)三角示感染阳性Peyer‘s patch;(g)结肠感染阳性细胞;(f)对照。

C:予PPI 与对照相比感染后病毒基因拷贝。予 PPI 后不能有效抑制病毒复制。

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而我们如何对这一尚不确定的“粪-口传播”途径进行未雨绸缪呢?请阅读北京协和医院感染内科专家们给出的建议(文章左下方-原文链接)

冠状病毒胃肠道感染文献汇总:

Gastroenterology. 2003 Oct;125(4):1011-7. doi:10.1016/s0016-5085(03)01215-0

Enteric involvement of severe acuterespiratory syndrome-associated coronavirus infection.SARS-CoV的肠道感染证据

Leung WK, To KF, Chan PK, Chan HL, Wu AK, Lee N, Yuen KY, Sung JJ.

本研究为回顾性研究,对最初香港确诊的138名 SARS 患者进行胃肠道症状及其他临床指标的统计,20.3%表现为水样腹泻,38.4%患者表现出腹泻,经常出现在发病后第一周,平均腹泻时间为3.7天,大多数自限。小肠及结肠活检样本均可见活性病毒复制,发病10周后的粪便样本仍然可检测到冠状病毒及SARS-CoV RNA。

J Med Virol. 2004 Sep;74(1):1-7. doi:10.1002/jmv.20138

Persistent infection of SARS coronavirus in colonic cells in vitro.结肠细胞体外实验中SARS病毒顽固性感染

Chan PK, To KF, Lo AW, Cheung JL, Chu I, Au FW, Tong JH, Tam JS, Sung JJ, Ng HK.

研究分析了7种人小肠细胞系,发现一种LoVo适合作为SARS-CoV感染的体外细胞模型,并提出,ACE2可能不是唯一SARS-CoV感染的决定性受体。

J Pathol. 2004 Jun;203(2):622-30.doi: 10.1002/path.1560

Organdistribution of severe acute respiratory syndrome (SARS) associated coronavirus(SARS-CoV) in SARS patients: implications for pathogenesis and virustransmission pathways.SARS患者中病毒感染在各器官分布情况

Ding Y, He L, Zhang Q, Huang Z, Che X, Hou J, Wang H, Shen H, Qiu L, Li Z, Geng J, Cai J, Han H, Li X, Kang W, Weng D, Liang P, Jiang S.

本研究对SARS-CoV特异性的单抗探针及RNA探针,对感染SARS的死亡患者进行全身组织的免疫组化及原位杂交检测,发现肺、气管、胃、小肠、远端肾小管、汗腺、甲状旁腺、垂体、胰腺、肾上腺、肝、小脑可检出病毒,而食管、脾、淋巴结、骨髓、心脏、大动脉、大脑、甲状腺、睾丸、卵巢、子宫和肌肉中未检出病毒,因此有理由怀疑病毒可以通过粪便、尿液和汗腺分泌传播。

Emerg Infect Dis. 2004Sep;10(9):1550-7. doi: 10.3201/eid1009.040058

Viral loads in clinical specimens and SARS manifestations.SARS患者临床样本的病毒载量

Hung IF, Cheng VC, Wu AK, Tang BS, Chan KH, Chu CM, Wong MM, Hui WT, Poon LL, Tse DM, Chan KS, Woo PC, Lau SK, Peiris JS, Yuen KY.

154例SARS患者的回顾性研究,统计了鼻咽分泌物(n=142)、血清(n=53)、粪便(n=94)以及尿液(n=111)样本病毒载量与患者临床表现(氧饱和度、机械通气、腹泻、异常尿检、肝功损伤、死亡)的关联性。

Am J Gastroenterol. 2005Jan;100(1):169-76. doi: 10.1111/j.1572-0241.2005.40377.x

Severe acuterespiratory syndrome associated coronavirus is detected in intestinal tissuesof fatal cases.死亡病例的胃肠道中检测到SARS-CoV

Shi X, Gong E, Gao D, Zhang B, Zheng J, Gao Z, Zhong Y, Zou W, Wu B, Fang W, Liao S, Wang S, Xie Z, Lu M, Hou L, Zhong H, Shao H, Li N, Liu C, Pei F, Yang J, Wang Y, Han Z, Shi X, Zhang Q, You J, Zhu X, Gu J.

对7例感染SARS死亡的患者进行尸检,对消化道及消化腺进行病理学、电镜、原位杂交、免疫组化以及实时RT-PCR检测。发现胃肠道小肠上皮细胞和黏膜淋巴组织都被病毒感染,提供了SARS胃肠道感染的证据。

Nat ClinPract Gastroenterol Hepatol. 2005 May;2(5):216-22. doi: 10.1038/ncpgasthep0167

Diarrheacaused by primarily non-gastrointestinal infections.非肠道病毒引起的腹泻进行综述

Reisinger EC, Fritzsche C, Krause R, Krejs GJ.

非肠道病毒包括疟疾、登革热、SARS,社区获得性肺炎、莱姆病,病理生理学机制可能包括细胞因子反应、肠道炎、红细胞破碎、小肠血管内皮细胞凋亡和渗透性增加。

MucosalImmunol. 2009 Mar;2(2):100-2. doi: 10.1038/mi.2008.79.

Crossing barriers: infections ofthe lung and the gut肺、肠道跨越屏障共感染

Openshaw PJ

对于肺和肠道共同感染的病毒进行综述,如SARS、其他冠状病毒、HIV、流感病毒等,可能存在肠道感染,并出现肠道症状。

《中华流行病学杂志》,2010 Jul;31(7):795-9.

SARS患者7年随访血清抗体变化规律及胃肠道免疫组化研究

石玉玲,李林海,孙朝晖,陈建芸,廖扬,曾兰兰,张伟,陈晓东,曹诚

连续7年随访严重急性呼吸综合征(SARS)患者血清特异性IgM、IgG及N蛋白抗体滴度变化,应用胃肠镜观察胃肠道的病理改变并进行免疫组织化学研究。结论:SARS患者血清特异性IgM、IgG、N蛋白抗体在恢复期呈下降趋势,7年后大部分消失;N蛋白抗体变化规律与病情轻重程度有关。

J Virol. 2010Jun;84(11):5670-7. doi: 10.1128/JVI.00272-10.

Lambda interferon renders epithelialcells of the respiratory and gastrointestinal tracts resistant toviral infections.干扰素 λ 造成呼吸道和胃肠道对病毒感染抵抗

Mordstein M1, Neugebauer E, Ditt V, Jessen B, Rieger T, Falcone V, Sorgeloos F, Ehl S, Mayer D, Kochs G, Schwemmle M, Günther S, Drosten C, Michiels T, Staeheli P.

研究发现干扰素 λ 对于机体产生抗病毒效果有关键作用,包括流感A型病毒、流感B型病毒、呼吸道合胞病毒、人变性肺病毒、SARS冠状病毒等。

PLoS One. 2012;7(4):e35876. doi:10.1371/journal.pone.0035876

Influenza and SARS-Coronavirus ActivatingProteases TMPRSS2 and HAT Are Expressed at Multiple Sites in Human Respiratoryand Gastrointestinal Tracts激活流感病毒及SARS冠状病毒的关键蛋白酶可在人呼吸道及胃肠道检测出

Bertram S, Heurich A, Lavender H, Gierer S, Danisch S, Perin P, Lucas JM, Nelson PS, Pöhlmann S, Soilleux EJ.

II型跨膜丝氨酸蛋白酶TMPRSS2和HAT在体外能够激活SARS冠状病毒和流感病毒,对病毒传播以及致病来说是关键环节,本研究发现在胃肠道以及呼吸道中有TMPRSS2和HAT蛋白酶表达,并分别和受体2,6-唾液酸 (2,6-linked sialic acids)以及血管紧张素转化酶2 (ACE2)表达。结论:TMPRSS2和HAT可在呼吸道和胃肠道中表达,激活流感病毒和SARS病毒在人体内的感染和复制。

校对:光头稗子、覆萝子木

审阅:协和八nCoV科普团队

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