研究地图SARS-CoV-2鼻腔感染细胞,小支气管和肺

在主要的科学研究发表在杂志上细胞,北卡罗来纳大学医学院的科学家们和UNC针梳全球公共卫生学院的特点的具体方式SARS-CoV-2 - COVID-19引起的冠状病毒感染鼻腔在很大程度上,复制特定的细胞类型,感染和复制逐步减少在细胞降低呼吸道,包括肺部。

调查结果显示该病毒往往首先在鼻腔中扎根,但在某些情况下,病毒是吸进肺部,可能会导致更严重的疾病,包括致命的肺炎。

“如果鼻子是肺部感染的主要初始站点是播种,然后面具保护鼻腔的广泛使用,以及任何治疗策略,减少病毒的鼻子,如鼻灌溉或抗病毒鼻腔喷雾剂,可以是有益的,”研究文章的第二作者包润石说,医学博士,医学的James c .西红柿杰出特聘教授和主任Marsico北卡罗来纳大学医学院肺癌研究所。

其他文章的第二作者研究的拉尔夫气压,威廉·r·基南特聘教授的博士,在UNC针梳公共卫生学院的流行病学。

“这是一个具有里程碑意义的研究,揭示了新的、意想不到的见解的机制,控制疾病进展和严重性SARS-CoV-2感染后,“气压的说,谁还持有在北卡罗来纳大学医学院微生物学教员约会。“此外,我们描述了一种新的反向遗传平台SARS-CoV-2允许我们生产关键指标的病毒将支持国家疫苗的努力旨在控制这个可怕的疾病的传播和严重性。”

SARS-CoV-2最初引起暴发于2019年底在中国和世界各地传播,感染并杀死近600万人超过350000人。美国占近三分之一的感染和死亡。

北卡罗莱纳查普希尔大学团队在他们的研究中寻求更好地理解许多事情病毒,包括气道细胞的感染,以及它如何进入肺部肺炎患者。

在一组实验中,研究人员使用不同的隔离SARS-CoV-2有效地看到他们可以感染培养的细胞从人类呼吸道的不同部分。他们发现了一个惊人的连续变异模式,或者梯度,从一个相对高传染性的SARS-CoV-2在鼻腔细胞,减少传染性在咽喉和支气管细胞,在肺细胞传染性相对较低。

科学家们还发现,ACE2,细胞表面受体,病毒进入细胞,更丰富的nasal-lining细胞和丰富的低气道细胞的表面。这种差异可以解释,至少在某种程度上,为什么上呼吸道nasal-lining细胞更容易受到感染。

其他实验关注TMPRSS2和furin protein-cleaving酶上发现许多人类细胞。它认为SARS-CoV-2使用这两个酶来重塑关键病毒蛋白质,进入人类细胞。实验证实,当这些人类酶更丰富,这个特殊的冠状病毒感染细胞的能力增加,使本身的副本。

研究人员发现,该病毒可以感染呼吸道之上皮细胞,并在一定程度上至关重要的“pneumocyte肺细胞,帮助转移到血液中吸入氧气。但SARS-CoV-2感染几乎没有其他气道细胞。

有趣的是,这种病毒没有感染呼吸道之俱乐部细胞,尽管这些细胞表达ACE2和TMPRSS2。此外,相同类型的气道上皮细胞从不同的人类的捐赠者,特别是下气道上皮细胞,在对感染的易感性上往往有很大的不同。这些发现表明,气道细胞中有未被发现的因素,帮助确定感染的个体——课程千差万别从轻微或没有症状,呼吸衰竭和死亡。

团队绘制了网站的冠状病毒感染肺部的几个人死于COVID-19,并发现这些网站展出一种补缀的性质和其他特征与假设一致的是,这些网站都源于高呼吸道的感染。

口语内容的假设愿望到COVID-19肺炎的肺是一个重要的因素是与观测一致,人们患严重的肺病——老年人,肥胖和糖尿病——更倾向于渴望,尤其是在晚上。

以前描述的小组还发现,个人抗体能够中和原2002年SARS冠状病毒和即冠状病毒,已慢慢地蔓延在中东地区自2012年以来,没有中和SARS-CoV-2。然而,两个五个2002年SARS患者血清显示低水平但重要的能力在培养细胞中和SARS-CoV-2传染性。这些数据表明,接触过其他冠状病毒的人可能携带一些其他类型的血液中抗体提供至少部分SARS-CoV-2防护。

“这些结果,使用一些新奇的和创新的方法,为今后的研究开辟新的方向SARS-C0V-2可能指导治疗的发展和实践减少传输和COVID-19的严重性,”詹姆斯·凯莉说部门主任肺部疾病在国家心脏,肺和血液研究所,国立卫生研究院的一部分。

鲍彻,气压,和他的同事们指出,他们的研究中,除了特定的发现SARS-CoV-2呼吸道感染,涉及重点实验室的发展工具,包括一个版本SARS-CoV-2再造携带荧光灯塔——这应该是有用的在未来调查的病毒。

参考:侯,y . J。奥田硕,K。爱德华兹,c, E。马丁内斯,d R。仓叶,T。Dinnon, k . H。,。气压,r s (2020)。SARS-CoV-2反向遗传学显示变量在呼吸道感染梯度。细胞。doi: 10.1016 / j.cell.2020.05.042

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