科学家绘制新冠病毒感染图谱：在鼻腔中传染性最高 进入肺部后传染性变低

在国际权威期刊《细胞》上发表的一项重大科学研究中，北卡罗来纳大学医学院和北卡罗来纳大学吉林斯全球公共卫生学院的科学家对SARS-CoV-2（引起COVID-19的冠状病毒）感染的具体方式进行了表征。新冠病毒在很大程度上感染鼻腔，在此复制特定的细胞类型，并在呼吸道下端的细胞（包括肺部）中，感染和复制的能力越来越差。

研究结果表明，这种病毒往往首先在鼻腔内牢牢站稳脚跟，但在某些情况下，病毒会被吸入肺部，在那里它可能会导致更严重的疾病，包括可能致命的肺炎。

“如果鼻腔是导致肺部感染的主要起始部位，那么广泛使用口罩来保护鼻腔通道以及任何减少鼻部病毒的治疗策略，例如鼻腔冲洗或抗病毒鼻喷雾剂，都是有益的。”这一研究的共同作者，医学博士、联合国医学会医学院的詹姆士·C·莫斯杰出医学教授、北卡罗来纳大学医学院马西科肺部研究所所长说理查德·鲍彻（Richard Boucher）表示。

该研究的另一位联合资深作者是Ralph Baric博士，他是北卡罗来纳大学吉林斯全球公共卫生学院William R. Kenan杰出的流行病学教授。

“这是一项具有里程碑意义的研究，揭示了在SARS-CoV-2感染后疾病进展和严重程度调节机制的新和意想不到的见解。”Baric说，他还担任北卡罗来纳大学医学院微生物系教授。“此外，我们描述了一种新的SARS-CoV-2反向遗传平台，使我们能够获得病毒关键指标，这将支持旨在控制这一可怕疾病的传播和严重程度的各国疫苗开发工作。”

SARS-CoV-2最初于2019年末在中国暴发，随后世界各地相继出现，感染近600万人，35万多人死亡。在这些感染和死亡病例中，美国尤为严重，占了近三分之一。

北卡罗来纳大学教堂山分校的研究小组在他们的研究中试图更好地了解这种病毒的一些方面，包括它会感染气道中的哪些细胞，以及它是如何进入肺炎患者的肺部的。

在一组实验室实验中，研究人员使用了不同的SARS-CoV-2分离物，以观察它们如何有效地感染人类气道不同部位的培养细胞。他们发现了一个显著的连续变化模式，从鼻腔通道细胞中SARS-CoV-2的较高传染性，到咽喉和支气管细胞的较低传染性，再到肺细胞的较低传染性。

科学家们还发现，ACE2——病毒用来进入细胞的细胞表面受体——在鼻粘膜细胞中含量更多，而在下呼吸道细胞表面含量较少。这种差异至少在一定程度上可以解释为什么上呼吸道鼻粘膜细胞更容易受到感染。

其它实验集中在TMPRSS2和furin（弗林蛋白酶）上，这是在许多人类细胞上发现的两种蛋白质裂解酶。据认为，SARS-CoV-2利用这两种酶来重塑关键的病毒蛋白质，并进入人类细胞。实验证实，当这些人类酶更丰富时，这种特殊的冠状病毒感染细胞并复制自身的能力就会增强。

研究人员发现，这种病毒可以感染称为上皮细胞的呼吸道细胞，并在一定程度上感染所有重要的“肺细胞”，这些肺细胞帮助将吸入的氧气转移到血液中。但是SARS-CoV-2几乎不会感染其它呼吸道细胞。

有趣的是，尽管这些细胞同时表达ACE2和TMPRSS2，但这种病毒并没有感染称为分泌细胞（club cell）的呼吸道细胞。此外，来自不同人类供体的相同类型的气道上皮细胞，特别是下气道上皮细胞，其对感染的易感性往往存在显著差异。这些发现表明，在气道细胞中存在着未被发现的因素，这些因素有助于确定个体的感染过程——从轻微或无症状一直到呼吸衰竭和死亡，这一过程差异很大。

研究小组绘制了几名死于COVID-19的患者肺部冠状病毒感染的位置，发现这些位置呈现出某种程度的不完整和其它特征，这与这些位置起源于呼吸道较高部位感染的假设相符。

口腔内容物吸入肺部是COVID-19肺炎的重要诱因这一假说与以下观察结果相一致：有严重肺部疾病高风险的人（老年人，肥胖者和糖尿病患者）更容易吸入，尤其是在夜间。

该小组还发现，之前描述的能够中和2002年SARS冠状病毒的个体抗体和自2012年以来在中东缓慢传播的MERS冠状病毒，并不能中和SARS- CoV -2。然而，2002年5例SARS患者中有2例的血清在体外培养的细胞中显示出较低水平但显著中和SARS- CoV -2传染性的能力。这些数据表明，接触过其它冠状病毒的人可能在血液中携带一些其它类型的抗体，这些抗体至少能部分保护人体免受SARS-CoV-2的感染。

“这些研究采用了一些新颖和创新的方法，为以后对SARS-C0V-2的研究开辟了新的方向，可以指导治疗药物的开发和减少COVID-19传播和严重程度的实践。” 美国国立卫生研究院心脏、肺部和血液研究所的肺部疾病主任James Kiley说。

鲍彻、Baric和同事们注意到，他们的研究，除了关于呼吸道SARS-CoV-2感染的具体发现外，还涉及关键实验室工具的开发，包括重新设计的带有荧光信号的SARS-CoV-2的版本，这在未来的病毒研究中应该会发挥作用。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://medicalxpress.com/news/2020-06-sars-cov-infection-cells-nasal-cavity.html

https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30675-9.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867420306759%3Fshowall%3Dtrue