追問:亞洲人和吸煙者更易感新冠肺炎?
隨著新冠肺炎疫情的發展,關於新冠肺炎易感人群的討論正越來越多。一個廣受關注的問題是,亞洲人比歐美人更易感嗎?1月26日,上海同濟醫學院學者左為等人在預印本網站bioRxiv 發表了一篇論文,指亞洲人的細胞中ACE2基因表達比白人和非裔美國人更高,表明亞洲人相比於其他人種可能對於新冠肺炎病毒更易感[1] 。一時間引起廣泛熱議。
新冠病毒的3D模擬圖。https://phil.cdc.gov/Details.aspx CC BY-SA 4.0
撰文| 夏志堅
責編| 葉水送
ACE2 是控制細胞表達血管緊張素轉化酶2 (ACE2) 的基因,此前已有科學家通過模擬蛋白質的相互作用和體外細胞實驗,證明了ACE2是新冠病毒與人體細胞結合的受體[2] 。
需要注意的是,左為等人的這項研究僅基於8個樣本的分析,而且其中只有一名亞洲男性。顯而易見,樣本量太小讓這一結論很難站得住腳。
亞洲人真的更易感嗎?
2月5日,美國南卡羅來納大學阿諾德公共衛生學院(Arnold School of Public Health) 助理教授Cai Guoshuai 發表在預印本網站medRxiv的另外一篇論文用更大樣本的分析,反駁了亞洲人對於新冠病毒更易感的說法[2] 。
為了驗證亞洲人是否對新冠病毒更加易感,Cai 利用不同數據庫中已有的數據集,分析了54位白人(採自TCGA數據集) 和77位亞洲人(採自GSE40419數據集) 肺部組織的RNA測序數據,以及60位亞洲人(採自GSE 19804數據集) 和33位白人(採自GSE10072數據集) 的表達譜芯片數據。
這名研究者分析了種族與ACE2基因表達的關係,結果發現,亞洲人和白人肺部組織中的ACE2基因表達沒有顯著差異。儘管不同人種對新冠病毒易感性是否相同仍待進一步的研究,但Cai的研究結果表明,前述亞洲人比其他人種更易感的研究結論並不靠譜。
我們也可以通過另一數據來參考,根據《時代》 (Time) 2月17日的報導,此前隔離在“鑽石公主”號郵輪上的3700人中,有454人新冠病毒檢測為陽性,感染率為12.3%;船上大約有400位美國人,其中至少有44人新冠病毒檢測為陽性,感染率為11%。[3]
除了種族,Cai還分析了年齡、性別、吸煙狀態與ACE2基因表達的關係,結果發現不同性別和年齡組(大於60歲和小於60歲) 的ACE2基因表達也沒有顯著差異。所有因素中,唯一存在顯著差異是吸煙狀態。
吸煙者是否是易感人群?
研究者發現在吸煙者的肺部組織中,ACE2基因表達顯著高於非吸煙者。
吸煙者和非吸煙者與ACE2基因的表達關係複雜
除了分析ACE2基因表達的影響因素,Cai還利用兩個單細胞RNA測序數據集,分析了不同人群ACE2基因的細胞表達差異。結果顯示,在吸煙者中,ACE2基因主要在杯狀細胞中表達;而在非吸煙者中,ACE2基因主要在棒狀細胞中表達,這意味著新冠病毒可能在吸煙者和非吸煙者中會感染不同的支氣管上皮細胞。
綜合前面的分析,Cai認為吸煙者尤其是曾經有過吸煙史的人群可能更易受到新冠病毒的感染,且感染路徑可能與非吸煙者不同。因此,吸煙史在辨識易感人群方面可能能夠提供有價值的信息。
但西湖大學生命科學學院特聘研究員鄭厚峰認為,此項研究的樣本量小,且不同組別之間不能相互驗證,因此此論文提供的論據還不足以直接得出結論“吸煙者和戒菸者更容易感染新冠病毒”,其研究結果只能僅供參考。
仍待進一步研究
在論文中,Cai也強調了其研究存在一些局限。這項研究使用的數據來自患有肺腺癌患者的正常肺組織,可能與健康人的肺組織有所不同。其次,由於單細胞轉錄組數據集的樣本量較少,因此在討論多因素問題方面說服力有限。
另外,儘管已有的研究表明ACE2是人體細胞與新冠病毒結合的受體,但目前仍不清楚ACE2是否是新冠病毒的唯一或主要受體。
在接受《知識分子》採訪時,鄭厚峰認為樣本量過小不足以支撐Cai這篇論文給出的結論,他同時給出瞭如下評論:
此文下載了多個數據庫的ACE2基因表達數據,包括TCGA數據庫的RNA-seq數據54個歐洲人數據,GEO數據庫(GSE10072) 33個歐洲人表達譜芯片數據,GEO數據庫(GSE40419) 77個亞洲人RNA-seq數據,GEO數據庫(GSE19804) 60個亞洲人表達譜芯片數據(全都是不吸煙的女性)。
1)每個dataset樣本量小,在分組時,每一組的樣本量更小,特別是在分三組(吸煙,戒菸,不吸煙)和四組(吸煙,戒菸超過15年,戒菸小於15年,不吸煙)時候,有些組可能是個位數的樣本量(文中未給出每組樣本量) 。而本文的主要結論來源於分組分析。
2)共四個datasets,結論並不能相互驗證。從GSE40419數據分析中可以看出,吸煙者的ACE2表達高於戒菸者,戒菸者高於非吸煙者;TCGA數據分析得出,戒菸者(特別是戒菸小於15年者) ACE2基因表達高於吸煙者和非吸煙者。而GSE10072數據分析沒有顯著性。
3)就GSE40419數據分析與TCGA數據分析的結果不一致,作者試圖解釋,亞洲吸煙者比歐洲吸煙者的ACE2基因表達高,但是結果沒有顯著性差異。另外,這兩個數據雖然都是RNA-seq數據,但不同批次的數據可能有批次效應。
4)所以,論文結果“戒菸者比非吸煙者ACE2表達高,亞洲人吸煙者比非吸煙者ACE2表達高”是只有數十個樣本數據的分析結果,而且沒有相互驗證。另外,單純ACE2基因表達高是否易感病毒,病毒入侵細胞是否還有其他蛋白參與,還需機制研究。
5)所以,此論文提供的論據還不足以直接得出結論:“吸煙者和戒菸者更容易感染新冠病毒”。研究結果僅供參考。
參考資料
[1]https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.26.919985v1.full
[2]https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.05.20020107v2
[3]https://time.com/5785034/americans-covid-19-japan-cruise-ship/