2020年5月5日訊/
生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年5月1日）發布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。
圖片來自Science期刊。
1.全文編譯！Science期刊發文揭示重症COVID-19中的細胞因子釋放症候群，並探討潛在的治療方法2019年12月，一種新型冠狀病毒---SARS-CoV-2---橫空出世。除了嚴重急性呼吸症候群（SARS）冠狀病毒（SARS-CoV）和中東呼吸症候群（MERS）冠狀病毒（MERS-CoV）之外，SARS-CoV-2是第三種引起人類嚴重呼吸道疾病---稱為2019年冠狀病毒病（COVID-19）---的冠狀病毒。2020年3月，它被世界衛生組織（WHO）確認為大流行，對全球經濟和健康產生了相當大的影響。儘管形勢發展迅速，但在COVID-19病例中，有高達20%的COVID-19病例出現了以發熱和肺炎為主要表現的嚴重疾病，從而導致急性呼吸窘迫症候群（ARDS）。這讓人聯想到在感染SARS-CoV和MERS-CoV的患者以及接受經過基因改造的T細胞治療的
白血病患者中觀察到的細胞因子釋放症候群（CRS）誘發的ARDS和繼發性嗜血細胞增多症（sHLH）。鑑於這一經驗，急需的基於抑制CRS的治療藥物（比如託珠單抗），已進入
臨床試驗，用於治療COVID-19。
SARS-CoV-2是一種與SARS-CoV關係最密切的β冠狀病毒（betacoronavirus）。這兩種病毒都是利用血管緊張素轉換酶相關羧肽酶（ACE2）受體進入細胞。這種受體在心肺組織中廣泛表達，但是在包括單核細胞和巨噬細胞在內的一些造血細胞中也有表達。SARS-CoV-2感染的一個重要特徵是淋巴細胞減少（較低的血液淋巴細胞計數），這與臨床嚴重程度有關。SARS-CoV能有效地感染原代人單核細胞和樹突細胞，而MERS-CoV通過二肽基肽酶4（DPP4）感染單核細胞和T細胞。SARS-CoV-2也有可能感染樹突細胞。由於樹突細胞功能障礙，T細胞活化缺陷導致的T
細胞凋亡和衰竭可能是COVID-19的免疫病理學的原因。然而，淋巴細胞減少作為COVID-19預後不良的生物標誌物並不具有特異性，這是因為在2009年甲型H1N1流感大流行中，它也是與死亡相關的
生物標誌物。
鑑於全球緩解COVID-19大流行的緊迫性，有一些注意事項需要考慮。在敗血症相關的ARDS中，通常會使用皮質類固醇激素。然而，在SARS和MERS患者中使用皮質類固醇並沒有改善死亡率，並導致病毒清除延遲。因此，目前傳染病權威機構和世界衛生組織的專家共識是避免對COVID-19患者進行全身性皮質類固醇治療。一個理論上的可能性是利用IL-6拮抗抑制炎症可能會延緩病毒清除。然而，IL-6阻斷也會導致血清IL-10（一種由巨噬細胞分泌的免疫抑制性細胞因子）的快速降低，這可能會減輕對延長病毒清除時間的擔憂。此外，一到兩劑IL-6拮抗劑不太可能導致併發症，如真菌感染或下頜骨壞死等，這些併發症在每月服用這類藥物治療類
風溼性關節炎等慢性疾病的患者中發生。值得注意的是，託珠單抗首先被批准用於治療風溼性疾病，隨後又被批准用於治療接受CAR-T細胞治療的患者中出現的CRS，現在又被進一步轉用於遏制COVID-19大流行。在未來涉及流感病毒和伊波拉病毒等其他病毒的大流行中也有可能使用IL-6靶向療法。
2.Science：在COVID-19疫情早期和後期採取旅行限制是最有用的新型冠狀病毒SARS-CoV-2（之前稱為2019-nCoV）導致2019年冠狀病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。在一項新的研究中，來自美國東北大學、哈佛大學、波士頓兒童醫院、華盛頓大學、英國牛津大學、南安普敦大學、法國巴斯德研究所、索邦大學、中國北京師範大學和厄瓜多基多聖弗朗西斯科大學的研究人員對人類流動性和流行病學數據進行了分析，發現人類流動性可預測COVID-19疫情在中國的傳播。不幸的是，對武漢的出行限制來得晚了些，而且研究顯示隨著COVID-19疫情蔓延，出行限制的影響在下降。湖北省以外的中國省份較早地採取行動來測試、追蹤和遏制輸入的COVID-19病例，在預防或遏制當地疫情方面發揮了最佳作用。相關研究結果於2020年3月25日在線發表在Science期刊上，論文標題為「The effect of human mobility and control measures on the COVID-19 epidemic in China」。
來自百度公司的移動地理位置數據，結合來自Open COVID-19數據工作組（Open COVID-19 Data Working Group）的豐富流行病學數據集，顯示當地的人際傳播在這種冠狀病毒疫情爆發的早期就廣泛發生，並且通過嚴格的控制措施得以緩解。但是，平均潛伏期為5天，在某些情況下長達14天，這些流動性限制在一周多的時間內並未開始對新病例的數據產生積極影響---在封鎖後的5～7天內，情況似乎變得更糟，這是因為當地的傳播正在進行中。
在湖北省以外地區報告的病例中，有515例已知到過武漢旅行，且症狀發作日期是2020年1月31日之前，而1月31日之後只有39例到過武漢旅行，這說明旅行限制對減少向中國其他省份的傳播具有影響。
論文共同通訊作者、牛津大學動物學系的Moritz Kraemer博士說，「我們的發現表明，在這種冠狀病毒疫情暴發的早期採取旅行限制有效地阻止了從已知來源輸入的感染。但是，一旦COVID-19病例開始在當地傳播，新輸入病例的貢獻就小得多。這就需要採取包括地方流動限制、檢測、跟蹤和隔離在內的一整套措施來減輕疫情。成功阻止了COVID-19內部傳播的中國各省和其他國家需要仔細考慮如何管理恢復旅行和流動，以避免這種疾病在人群中重新出現和傳播。」
3.Science：呼籲建模科學家們快速發布用於評估和預測COVID-19疫情的模型和代碼越來越清楚的是，根據所使用的計算機模型，我們要麼仍然處於疫情大爆發之中，病例和死亡人數不斷增加，要麼即將接近讓社會恢復正常運作的時間。為什麼會有這樣的差距？這是因為每種模型的工作原理有點不同，而且根據所使用的模型和加入的假設，結果會發生變化，有時會有很大的變化。
如今，31位計算機建模科學界的領軍人物呼籲開放交換用於評估和預測COVID-19疫情路徑的計算機模型和代碼。美國亞利桑那州立大學人類進化與社會變化學院教授、社會動力學與複雜性中心主任C. Michael Barton和計算機建模領域的其他領軍人物在發表在Science期刊上的一篇標題為「Call for transparency of COVID-19 models」的Letter文章中，指出鑑於疫情的嚴重性，科學的傳統要求自由交換計算機建模信息。
「科學的一個標誌是開放的知識交流。在這個危機時刻，公開分享他們的知識、專業技能、工具和技術比以往任何時候都更加重要。我們強烈敦促所有對2019年冠狀病毒病（COVID-19）大流行及其對健康和社會的影響進行建模的科學家們快速公開發布他們的代碼......以便全世界所有科學家都能獲得。專有的黑盒解決方案和出於競爭動機而保留的代碼在我們今天面臨的全球危機中沒有立足之地。」
4.Science：意外！運動竟然可以通過細胞因子促進耐力！白細胞介素-13 (IL-13)是一種由T細胞、固有淋巴細胞(ILC2s)和粒細胞分泌的細胞因子。它在過敏和抗寄生蟲防禦中起著重要的中介作用，具有多種作用。5月1日，來自哈佛大學陳曾熙公共衛生學院、德克薩斯大學麥戈文醫學院等單位的Knudsen等人在Science上發文報導了IL-13在運動和代謝中的獨特作用。該研究表明接受耐力訓練的小鼠血液中IL-13含量增加，這與ILC2在肌肉中的擴張有關。相比之下，當小鼠缺乏IL-13時，運動無法導致肌肉脂肪酸利用和線粒體生物生成的增加。肌肉IL-13受體下遊信號通路的激活是這一作用的關鍵。肌內注射腺病毒IL-13可再現運動誘導的代謝重編程過程。這一信號通路可能是為了對抗寄生蟲感染的代謝壓力而進化的。
實際上早在20世紀60年代初，人們就已經發現不穩定的血液和淋巴因子可以調節運動對新陳代謝的影響。最近的研究進一步支持這樣一種觀點，即宿主免疫細胞與其宿主組織之間的交流對於調節代謝閾值從而維持組織功能非常重要。Knudsen等人發現耐力運動增加了小鼠和人類血液中白細胞介素-13 (IL-13)的循環水平。耐力運動還導致2型固有淋巴細胞(ILC2s)的擴增，ILC2s是小鼠肌肉中產生IL -13的主要細胞類型之一。這暗示了IL-13在運動引起的適應性反應控制中的作用。研究人員使用了幾種分子和生物能量分析，並生成了三個
遺傳模型，以確定IL-13信號在骨骼肌肉對耐力運動訓練的代謝重編程中的作用。
與野生型對照動物相比，IL-13缺陷小鼠在跑步機上的跑步能力下降。研究人員對對照組和IL-13缺陷小鼠的骨骼肌進行了RNA測序，以檢測IL-13在運動生理學中的作用。結果表明IL-13對靜止肌肉代謝基因表達無明顯影響。然而，耐力訓練增加了對照組動物肌肉中線粒體和脂肪酸氧化基因的網絡信號，而缺乏IL- 13的小鼠則丟失了這些基因。IL-13缺乏的肌肉在一次運動後表現出脂肪酸利用缺陷，在耐力訓練後未能增加線粒體的生物發生過程。此外，對照組動物的耐力訓練導致肌肉氧化纖維數量的增加和線粒體呼吸、耐力和葡萄糖耐量的改善。所有這些運動訓練的代謝益處都需要完整的IL-13信號。
Knudsen等人發現，IL-13通過其受體IL-13Rα1直接作用於骨骼肌，導致Stat3的激活。在單次訓練和耐力訓練後，肌肉中Stat3磷酸化水平升高，而IL-13缺陷小鼠體內的這種效應消失了。研究人員發現在C2C12肌小管中，IL-13處理增加了依賴於IL-13Ra1和Stat3的線粒體呼吸。IL-13-Stat3軸控制代謝程序通過協調與兩個核受體和轉錄調控線粒體調節因子ERRα和ERRγ引起運動訓練的改變和調控。在骨骼肌中特別缺乏IL-13Ra1或Stat3的小鼠，其肌肉脂肪酸氧化能力和耐力下降。相比之下，骨骼肌中IL-13水平的升高則以Stat3依賴的方式再現了耐力運動誘導的代謝重編程，從而改善了全身葡萄糖穩態和跑步能力。
5.中美科學家Science：無症狀患者的傳播是導致SARS-CoV-2擴散的主要原因研究人員在3月16日出版的《Science》雜誌上總結稱，在中國實施旅行限制之前的1月份，約86%的COVID-19病例病情較輕，但在持續兩周的疫情加劇期間未被發現。
高級研究員Jeffrey Shaman說，這些未被記錄在案的感染病例"每個人的傳染性大約只有有記錄病例的一半，而後者的症狀更嚴重，而且可能還有很多未被發現。"他是哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院的環境健康科學教授。
然而，Shaman說："因為有更多的這些沒有文件證明的病例，正是這些沒有文件證明的感染推動了疫情的蔓延和擴大。"
因此，研究人員說，繼續和擴大對各國封鎖是正確的行動，以儘可能地限制COVID-19的流行。
6.Science：揭示前列腺管腔細胞具有組織再生潛力組織再生被認為主要由具有獨特特性的少量
幹細胞驅動。單細胞RNA測序可以對這一假設進行嚴格的測試。Karthaus等人研究了在雄激素阻斷（androgen ablation）後，小鼠正常前列腺組織的再生情況，其中雄激素阻斷是治療前列腺癌的一種常見方法。出乎意料的是，他們發現除了少量
幹細胞外，大量的分化細胞群體是前列腺再生的主要貢獻者，這一結果在人類前列腺組織的研究中得到了證實。對分化細胞獲得再生潛力的分子機制研究可能為前列腺癌的治療提供了新的思路。
7.Science：鑑定出釋放GABA的視網膜神經節細胞視網膜神經節細胞（RGC）將光信號從視網膜傳遞到大腦，人們之前認為它們只通過釋放興奮性神經遞質來發出信號。早期的線索提示著RGC產生抑制性神經遞質γ-氨基丁酸(GABA)，但是人們從未鑑定出這樣的細胞，而且它們的功能是完全未知的。Sonoda等人發現，一個感光RGC（intrinsically photosensitive RGC, ipRGC）亞群會釋放GABA。從ipRGC中移除GABA信號可導致瞳孔光反射和日節律光協同化的光敏性增加。GABA釋放因此將這些非圖像形成行為的動態範圍移動到明亮的光照強度。這些結果解釋了為什麼這些行為對環境光照條件的敏感度遠低於有意識的視覺感知。（生物谷 Bioon.com）