新冠的呼吸綜合征可能來源于免疫系統(tǒng)的“風暴”

據(jù)新冠病毒首次在湖北武漢市被發(fā)現(xiàn)以來,已有近6個月的時間。盡管國內(nèi)的疫情已初步穩(wěn)定,但其在世界范圍內(nèi)的傳播仍未停止,且感染人數(shù)已超過540萬之多。盡管此次新冠的死亡率低于SARS或MERS,但它仍然給人們的健康帶來的嚴重的威脅,尤其是老年群體。近日,《免疫》雜志發(fā)表的一篇文章總結了新冠病毒感染人體的機制,以及它所引發(fā)的呼吸窘迫綜合征(respiratory distress syndrome ,ARDS)的原因。

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此次新冠病毒發(fā)現(xiàn)之初,研究人員即對其基因進行了測序。病毒基因組數(shù)據(jù),除了可以幫助我們確定病毒的種類,還有助于我們了解病毒的一些特征。而此次新冠病毒基因測序的結果也已經(jīng)公布,它與此前的SARS與MERS相近,但并不完全相同(其與SARS有80%的相似,MERS則有50%)。而令人意外的是,在與兩個蝙蝠來源的冠狀病毒序列進行比對時,發(fā)現(xiàn)序列竟有90%以上的相似度,為此次病毒的宿主來源提供了可能的解釋。
 
此外,人們還發(fā)現(xiàn)了新冠病毒與SARS具有相似的受體結合域,表明它入侵細胞的受體可能與SARS相同,即為ACE2,而之后研究也證明了這一猜測。
 
冠狀病毒進入細胞的“鑰匙”是其表面的刺突蛋白(S蛋白)。S蛋白通過其表面的S1區(qū)與宿主細胞的膜受體結合,再通過S2區(qū)介導病毒自身與細胞膜的融合。而隨著研究的進一步深入,人們還發(fā)現(xiàn)病毒的成功侵入還需要細胞膜表面絲氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)對S蛋白的激活。了解新冠病毒的這一入侵機制,我們即可以采取相應的措施來抵御病毒的感染。例如使用ACE2與TMPRSS2拮抗劑,可以在感染早期阻止病毒進入細胞進行增值,不過體內(nèi)病毒數(shù)量的控制對病情的發(fā)展卻作用局限,嚴重的細胞因子風暴伴隨著急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)依舊會在感染的后期出現(xiàn)。
 
細胞因子風暴(Cytokine storm)機體免疫系統(tǒng)被過度激活所導致的細胞因子的過量產(chǎn)生,這些細胞因子會刺激免疫系統(tǒng)火力全開,在殺傷機體“威脅者”的同時,也會連帶其他細胞組織一起受損,嚴重時即會導致多器官衰竭。
 
至此,新冠病毒導致的嚴重呼吸癥狀也就大致可以理解了,病毒的感染是免疫系統(tǒng)過度激活的導火索,導致了免疫系統(tǒng)對機體的過度傷害。因此,病毒如何激活免疫系統(tǒng)成為了進一步的研究目標。
 
研究發(fā)現(xiàn):細胞表面受體ACE2在與新冠病毒的S蛋白結合后,也會隨它一起進入細胞。這導致了細胞上ACE2的減少,而對應的,導致了血液中血管緊張2(AngII)的增多。過多的AngII會促發(fā)NK-κB與IL-6-STAT3的炎癥途徑,這種炎癥會被逐級放大,直至引起機體內(nèi)的細胞因子風暴,導致患者出現(xiàn)ARDS。
 
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此外,這種NK-κB與IL-6-STAT3這兩種炎癥途徑會隨著年齡的增長而作用增強,這也一部分導致了老年人患病后的風險更高。而這些隨著這些機制的逐漸明朗,也會為新冠肺炎的治療帶來指導的方向。

 參考文獻:

Headquarters. COVID-19: A New Virus, but a Familiar Receptor and Cytokine Release Syndrome. DOI: 10.1016 / j.immuni.2020.04.003