2020年4月24日訊/
生物谷BIOON/---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，也稱新冠肺炎），如今正在全球肆虐。是什麼讓SARS-CoV-2成為如此大的威脅？
在一項新的研究中，在美國波士頓兒童醫院的Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工學院的Alex K. Shalek博士的領導下，研究人員指出了這種病毒可能感染的細胞類型。出乎意料的是，他們還發現人體對病毒感染的主要防禦措施之一可能實際上幫助這種病毒感染這些細胞。相關研究結果以論文手稿的形式在線發表在Cell期刊上，論文標題為「SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues」。
圖片來自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.035。
這些研究人員說，這項經過同行評審的研究將有助於集中精力了解SARS-COV-2在人體內的作用，為什麼有些人更容易感染，以及如何最好地尋找治療方法。
多種研究模型當中國出現一種新型冠狀病毒的消息傳出時，Ordovas-Montanes和Shalek已經在研究整個人類呼吸系統和腸道中的不同細胞類型。他們還收集了靈長類動物和小鼠的數據。今年2月，他們開始深入分析這些數據。
Ordovas-Montanes說，「我們根據報告的症狀和檢測到這種病毒的地方，開始研究來自鼻腔內壁、肺部和腸道等組織的細胞。我們希望在我們的所有研究模型中提供儘可能最好的信息。」
COVID-19易感細胞近期的研究已發現SARS-CoV-2與密切相關的SARS-CoV一樣，利用一種稱為ACE2的受體進入人體細胞，這種進入還需要一種稱為TMPRSS2的酶的輔助。這使得Ordovas-Montanes和Shalek及其同事們提出了一個簡單的問題：呼吸道和腸道組織中的哪些細胞同時表達ACE2和TMPRSS2？
為了解決這個問題，這些研究人員使用了單細胞RNA測序，這種技術可以識別出大約20000個基因中的哪些基因在細胞中「開啟」。他們發現人類呼吸道和腸道細胞中只有極小的比例，往往遠低於10%，可表達ACE2和TMPRSS2。這些細胞分為三種類型：鼻腔中分泌粘液的杯狀細胞（goblet cell）；稱為II型肺細胞的肺細胞，幫助維持肺泡（將氧氣吸入的氣囊）；以及一種所謂的腸上皮細胞，它們位於小腸內壁，參與營養物吸收。對非人靈長類動物的取樣發現了類似的易感細胞。
Ordovas-Montanes指出，「許多現有的呼吸道細胞系可能不包含完整的細胞類型組合，可能會遺漏相關的細胞類型。一旦你了解了哪些細胞被感染，你就可以開始詢問，『這些細胞發揮什麼作用？』『這些細胞內有什麼東西對這種病毒的生命周期至關重要嗎？』有了更精細的細胞模型，我們就可以進行更好的篩選，以便找到哪些現有的藥物可以靶向這種生物學特性，從而為開展小鼠或非人靈長類動物研究提供了一個墊腳石。」
幹擾素：有用還是有害？但最令這些研究人員感到好奇的是這項新研究的第二個發現。他們發現編碼SARS-CoV-2用來進入人細胞的受體的ACE2基因是由幹擾素---當檢測病毒時，人體的主要防禦措施之一---激活的。幹擾素實際上在更高的水平上激活了ACE2基因，這可能給這種病毒提供了新的入口進入。
Ordovas-Montanes指出，「在各種類型的肺部損傷中，ACE2對保護人體也至關重要。當ACE2出現時，這通常是一種富有成效的反應。但是鑑於這種病毒將ACE2作為它的進入靶標，我們猜測它可能是利用了這種正常的保護性反應。」
事實上，人們正在測試幹擾素是否可用於治療COVID-19。它們會不會有幫助，還是弊大於利？目前還不清楚。
Ordovas-Montanes說，「可能是在一些患者中，由於時間或劑量的原因，幹擾素可以抑制這種病毒，而在另一些患者中，幹擾素會促進更多的感染。我們希望更好地理解這種平衡在哪裡，我們如何在不產生更多靶細胞供這種病毒感染的情況下，維持富有成效的抗病毒反應。」
ACE抑制劑和細胞因子風暴這些發現也可能會引起人們對ACE抑制劑的新探究。這些藥物通常用於治療
高血壓，而
高血壓與更嚴重的COVID-19疾病有關。ACE抑制劑是否會影響人們的風險？
Ordovas-Montanes提醒說，「ACE和ACE2的作用途徑相同，但它們實際上具有不同的生化特性。這是一個複雜的生物學問題，但了解ACE抑制劑對人們對這種病毒作出的生理反應的影響將非常重要。」
現在就把這些研究結果與「細胞因子風暴」聯繫起來還為時過早。細胞因子風暴是一種失控的炎症反應，在非常嚴重的COVID-19患者中已經報導過。作為一類化學物，細胞因子能召集人體的免疫反應來對抗感染，而幹擾素就是這類化學物中的一員。
「我們之所以看到細胞因子風暴可能是因為幹擾素一開始就不能抑制這種病毒，所以肺部開始呼喚更多的幫助。這正是我們現在想了解的。」
未來的研究方向這些研究人員還想探究這種病毒在它靶向的細胞中所發揮的作用，並研究來自兒童和成年人的組織樣本以了解為何 COVID-19 通常在年輕人中不那麼嚴重。研究將在波士頓兒童醫院繼續進行，並得到了肺內科主任Benjamin Raby博士、急診科的Bruce Horwitz博士和胃腸科主任Scott Sn
apper博士的支持。
麻省理工學院的Carly Ziegler、Samuel Allon和Sarah Nyquist，以及非洲健康研究所的Ian Mbano是這篇論文的第一作者。這項新研究是與人類細胞圖譜（HCA）肺部生物網絡小組合作完成的。這些作者們報告說，他們沒有競爭性的利益。
Shalek說，「這是一個極好的科學界努力---不僅與波士頓的科學家們，而且與世界各地的合作者都分享了他們的未發表的數據，以儘可能快地提供潛在的相關信息。當大家一起解決一個問題時，能夠取得如此大的成就，這很鼓舞人心。」（生物谷 Bioon.com）
參考資料：1.Carly G. K. Ziegler et al. SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.04.035.