SARS-CoV-2病毒
疫情暴發後不久，科學家們就發現病毒入侵的兩個關鍵分子：
SARS-CoV-2的刺突蛋白可與人體細胞表面的血管緊張素轉化酶2（ACE2）受體蛋白結合，這個受體相當於病毒進入人體細胞的「門鎖」。
而人體細胞中跨膜絲氨酸蛋白酶（TMPRSS2）在病毒入侵過程中發揮了「助攻」作用：激活冠狀病毒的刺突蛋白，為SARS-CoV-2進入細胞提供便利。如果把刺突蛋白比喻成進入人體細胞的「門鑰匙」的話，那麼TMPRSS2相當於鑰匙的「潤滑油」。
在ACE2受體與TMPRSS2的聯合作用下，SARS-CoV-2更容易入侵宿主，它倆就像人類細胞在抗疫過程中的兩大「叛徒」。
在探索SARS-CoV-2入侵機制這條路上科學家不斷深入。
近期，麻省理工學院 （MIT） 與哈佛大學的研究人員與來自世界各地的同行們通力合作，找到了SARS-CoV-2最喜歡進攻的細胞類型，換句話說就是ACE2受體和 TMPRSS2 酶含量最高的細胞類型。4月22日，研究成果刊載在《細胞》 （Cell） 雜誌上。
RNA資料庫定位 「叛徒」 在哪裡
研究人員基於不同類型細胞RNA的序列，搜索到了幾種比其他同類更擅長表達出這兩種特殊蛋白質的細胞。這些細胞存在於鼻腔、肺以及腸道中，能夠表達ACE2受體和TMPRSS2酶。
他們希望此發現有助於指導那些正在開發新藥和測試已有藥物療效的科學家們。
此項研究由輝瑞-勞巴赫職業發展部的助理教授亞歷克斯·沙列克（Alex K. Shalek）與前MIT的博士後何塞·奧爾多瓦斯-蒙塔內斯（Jose Ordovas-Montanes）領銜完成。
沙列克說道：「我們的目標就是儘快發布這些數據，儘快找到能阻遏新冠的良方。」
奧爾多瓦斯-蒙塔內斯表示：「我們在確定了ACE2受體和TMPRSS2的作用後，就開始基於手頭已有的數據，尋找能夠表達出它們的基因都存在於哪些細胞中。」
與很多團隊一樣，研究團隊已經對成千上萬的人類、靈長類動物以及小鼠的細胞進行了大規模研究。他們使用單細胞RNA測序技術來確定哪些基因能在哪些類型的細胞中表達。
自2019年，奈奎斯特（Nyquist）與合作夥伴們建立了一個資料庫，將大量RNA序列數據集存儲在這兒，以幫助研究人員分析特定細胞在多種傳染病中可能發揮的作用。
這些數據有很多都來自參與人類細胞圖譜計劃（HCA）的實驗室。HCA計劃旨在描述人體中的每個細胞（包括它們的類型、數量、定位、關係和分子組成）以了解健康和疾病，已有來自70個國家及地區的1600多名參與者。它所提供的數據對世界各地的科學家都開放。
沙列克等人的團隊採集了來自肺、鼻腔和腸道的數百種類型細胞的數據（之所以選擇這些器官，是因為先前的證據表明SARS-CoV-2可以感染它們）。他們將這些種類細胞的數據與其他器官細胞的進行了比較。
沙列克說道：「在這個神奇資料庫的幫助下，我們開始尋找病毒感染的靶細胞；儘管它不是專門為研究COVID設計的，但我們還是懷有希望。」
團隊發現：
鼻腔中的杯狀分泌細胞（goblet secretory cells, 可產生鼻涕）能夠表達ACE2受體和TMPRSS2相關RNA。
在肺部，這兩類蛋白質對應的RNA主要存在於維持肺泡功能的II型肺泡細胞中。
而在腸道中，負責吸收某些營養物質的吸收性腸上皮細胞（absorptive enterocytes）比其他任何類型的腸道細胞都更善於表達ACE2受體和TMPRSS2相關RNA。
值得一提的是，有其他研究者發現眼角膜中也存在著類似的細胞。這可能解釋了病毒為什麼可通過眼睛感染。
關於分布在鼻子裡的 「叛軍」，來自多個科研院所的專家都支持沙列克等人的結論。
發表在《自然-醫學》（Nature Medicine）的研究證實，除了杯狀細胞，纖毛細胞（ciliated cells）也可以表達相應RNA，也有豐富的ACE2受體和TMPRSS2。研究人員指出，杯狀細胞和纖毛細胞目前已被確定為可能的SARS-CoV-2初始感染點。
幹擾素被病毒利用來「說服叛徒」
——幹擾素激活了ACE2
另外，研究人員還發現了一個驚人的現象—— ACE2基因能表達或許是因為幹擾素 「說服」（激活）了它。
幹擾素是機體在應對病毒感染時產生的一種蛋白質，能夠通過幹擾病毒複製並激活免疫細胞，以及開啟一組獨特的基因來幫助機體抵抗感染。曾有研究表明，ACE2可以幫助肺細胞耐受損傷，但它與幹擾素反應的相關性，還是首次被發現。
為進一步驗證此判斷，研究團隊進行了新的實驗——用幹擾素處理氣道內的細胞，最後發現這種操作確實激活了ACE2基因。
這一發現告訴我們：
冠狀病毒可能已經進化出了利用宿主細胞本身自然防禦機制的技能。它們會 「激將」 宿主通過免疫反應產生幹擾素，然後利用幹擾素激活ACE2基因，從而表達出ACE2受體蛋白；最後劫持這些「反叛」蛋白質來幫助自己進攻人體。
奧爾多瓦斯-蒙塔內斯表示：「這種機制並不專屬於新冠病毒，還有很多其他病毒也會以幹擾素刺激的特定基因（及其表達產物）為切入點進攻細胞。從某種意義上說，這個反應過程是宿主們都會產生的。」
根據沙列克等人的研究結果，我們可以說，幹擾素在對抗COVID-19時的作用機制可能很複雜：
一方面，它可以刺激抵抗感染的基因表達，幫助細胞抵抗感染；
但另一方面，它會向病毒提供額外的靶標，幫助它們感染更多細胞。
沙列克說道：「目前很難就幹擾素對新冠病毒的影響做出任何概括性結論，我們只能通過嚴格控制的臨床試驗來做進一步驗證。而眼下我們正在努力將這些信息讓更多人看到，因為一個接一個的臨床試驗正在高速運行中，需要這些研究結果的精準支持。」
他現在希望與合作者一起，對納入本研究中鑑定出的細胞的組織模型進行分析。此類模型可用於測試現有的抗病毒藥物，並預測它們如何影響SARS-CoV-2感染。
資料來源
Researchers identify cells likely targeted by COVID-19 virus Key nose cells identified as likely COVID-19 virus entry points
製版編輯 | 皮皮魚