COVID-19是由SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒疾病，临床表现包括肺炎、腹泻、呼吸困难和多器官功能衰竭。淋巴细胞减少症在COVID-19患者中也很常见，也作为一项诊断指标。有研究发现，COVID-19患者的外周血单核细胞中凋亡、自噬和p53通路上调。还有研究报告，淋巴细胞减少可能与死亡率有关，尤其是CD3+、CD4+和CD8+ T淋巴细胞水平低的患者。
在中东呼吸综合征（MERS）病例中，也发现了淋巴细胞减少症。MERS-CoV可以直接感染人原代T淋巴细胞并通过外在和内在的凋亡途径诱导T细胞凋亡，但不能在T淋巴细胞中复制。但是，目前还不清楚SARS-CoV-2是否也可以感染T细胞，从而导致了淋巴细胞减少症。
为了解决这个问题，复旦大学分子病毒学教育部/卫健委重点实验室的姜世勃教授和陆路教授评估了T淋巴细胞对SARS-CoV-2感染的敏感性，相关研究结果于4月7日发表在《Nature》子刊《Cellular & Molecular Immunology》上。
Cellular & Molecular Immunology (2020)
他们利用SARS-CoV和SARS-CoV-2假病毒（非病毒DNA被与病毒外型相同的蛋白质外壳包裹的生物颗粒）来进行实验。假病毒可以感染表达ACE2受体的细胞（293T/ACE2和Huh7细胞），但不能感染不表达ACE2的细胞（HeLa细胞）（图1a）。使用对293T/ACE2细胞有相同感染力的假病毒（图1c）来感染两种T淋巴细胞系MT-2和A3.01，而这两种T细胞的ACE2 mRNA表达水平非常低或接近于阴性（图1b）。
出乎意料的是，在多次重复试验中，他们发现与SARS-CoV相比，T细胞对SARS-CoV-2感染的敏感性显着更高（图1c）。换句话说，这些结果意味着，T淋巴细胞可能对SARS-CoV-2感染更敏感，对SARS-CoV感染不敏感。
SARS-CoV-2对T细胞的感染
因此，SARS-CoV-2的S蛋白可能与其强传染性有关，即使是hACE2低表达的细胞，这反过来也可以解释为什么SARS-CoV-2的传播率如此之高。其他受体也可能介导SARS-CoV-2进入T细胞，比如最近报道T淋巴细胞表面上存在的CD147，是SARS-CoV-2的一种新的侵入途径。
那么，SARS-CoV-2是否可以通过非受体介导的内吞作用进入T淋巴细胞？
他们利用EK1肽继续进行实验（EK1肽可以抑制SARS-CoV-2刺突蛋白（S）介导的细胞融合和假病毒感染）。他们发现EK1肽对MT-2细胞的SARS-CoV-2假病毒感染有显着的抑制活性（图1d），表明病毒的进入取决于受体介导的融合。但是，只有高浓度（40μM）的EK1对MT-2细胞具有抑制活性。同时，在293T/ACE2细胞上，EK1的IC50值为2.38μM。这些结果表明SARS-CoV-2也可以通过受体介导的内吞途径进入T淋巴细胞。
为了阐明这一点，他们根据先前的研究进行了SARS-CoV-2 S蛋白介导的细胞间融合测定。共培养48小时后，表达SARS-CoV-2 S蛋白的293T细胞与MT-2细胞发生融合。与未融合的细胞相比，融合的细胞聚集在一起显示为大的淡绿色荧光团。相反，在SARS-CoV共培养中未发现融合细胞（图1e）。因此，可以得出结论，SARS-CoV-2可能通过S蛋白介导的膜融合感染T细胞。
SARS-CoV-2通过S蛋白介导的膜融合感染T细胞
为了进一步确定MT-2细胞对活病毒的敏感性，他们使用SARS-CoV-2感染MT-2细胞，并在MT-2细胞中检测到SARS-CoV-2核蛋白（图1f）。从数量上讲，SARS-CoV-2 核蛋白阳性的MT-2细胞在感染后24h时的百分比比未感染的细胞高23.11％，是1h时的4.6倍（图1f）。这一结果表明SARS-CoV-2病毒在24h时穿透了MT-2细胞并感染了它们。
考虑到MERS-CoV可以在T淋巴细胞中有效感染但不能复制，他们进一步检测了T细胞感染SARS-CoV-2后不同时间点病毒基因组的拷贝数，来表征SARS-CoV-2在MT-2细胞中的复制特征。与MERS-CoV类似，SARS-CoV-2无法在MT-2细胞中复制（图1g）。6h的病毒基因组拷贝数显着高于其他时间点的细胞裂解液，但所有时间点上清液中始终保持稳定。
这些结果表明，SARS-CoV-2可能在感染后6h进入MT-2细胞，但不会复制，然后病毒RNA降解。上清液中，检测到的病毒拷贝可能是残留病毒粒子的背景，与之前MERS-CoV的研究结果类似（图1g）。
SARS-CoV-2通过S蛋白介导的膜融合感染T细胞
根据假病毒和活病毒感染的结果，他们证明了三点：（1）SARS-CoV-2可以感染T细胞；（2）SARS-CoV-2可以通过受体依赖性S蛋白介导的膜融合来感染T细胞； （3）EK1肽可以抑制感染。
但是，T细胞中ACE2的表达水平非常低。因此，可能存在一种新型受体介导SARS-CoV-2进入T细胞。与MERS-CoV相似，SARS-CoV-2感染T细胞是“顿挫性感染”（因细胞条件不合适，病毒虽然可以进入细胞内但不能复制的感染过程）。
最近一项研究报道，通过RNA转录组测序，在COVID-19患者的外周血单核细胞样品中几乎没有病毒读数。因此，推断SARS-CoV-2不能感染外周血单核细胞。然而，在另外3例患者中检测并分析了外周血单核细胞的转录组特征。其中1名患者的外周血单核细胞中检测到两个SARS-CoV-2读数，另1名患者的外周血单核细胞中检测为零。这个结果可能是因为SARS-CoV-2在T淋巴细胞中进行“非生产性复制”，导致外周血单核细胞中病毒基因组很少，可能在样本采集和RNA提取过程中发生了降解。
2月份，第三军医大学免疫研究所陈永文教授团队在medRxiv预印版平台发表题为“Reduction and Functional Exhaustion of T Cells in Patients with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)”（COVID-19患者T细胞减少和功能衰竭）的论文。
10.1101/2020.02.18.20024364
该研究对武汉522例COVID-19患者和40名健康人对照的回顾性研究发现，年龄依赖性和临床严重性依赖性的T细胞数量减少与血清TNF、IL-6和IL-10水平成反比。在14例COVID-19患者和3例健康人的外周血细胞中，检测了T细胞衰竭标志物（PD1和TIM3）的表达。重症ICU患者的CD8+ T细胞与非ICU和健康对照者相比，PD1表达增加。这表明随着COVID-19患者疾病严重程度的提高，炎性细胞因子水平的升高可能会导致T细胞的耗竭和衰竭。
COVID-19患者T细胞统计
陈的文章提示细胞因子风暴耗竭了T细胞，而姜的研究检测了SARS-CoV-2对T细胞的感染能力，提示SARS-CoV-2可能会直接破坏T细胞，但对于SARS-CoV-2在原代T细胞中的感染和复制，以及该感染是否诱导T细胞凋亡的问题仍需进一步研究，可能SARS-CoV-2致病机理和治疗干预提供新思路。
参考文献：Doi: 10.1038/s41423-020-0424-9
Doi: 10.1101/2020.02.18.20024364
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