科學家發現COVID-19會引起肺部“意想不到”的細胞反應
據外媒報導,一個國際研究小組意外地發現,一種被稱為免疫補體系統的生化途徑在肺細胞中被SARS-CoV-2病毒觸發,這可能解釋了為什麼這種疾病如此難以治療。該研究發表在《科學免疫學》雜誌上。研究人員提出,將抗病毒藥物與抑制這一過程的藥物搭配使用,可能會更加有效。他們利用人類肺細胞的體外模型,發現抗病毒藥物Remdesivir與藥物Ruxolitinib聯合使用,可以抑制這種補體反應。
儘管最近有證據表明,單獨使用Ruxolitinib治療COVID-19的試驗並不樂觀。為了確定可能的藥物靶點,普渡大學計算機科學系和生物化學系副教授Majid Kazemian表示,研究團隊檢查了1600多種之前美國食品和藥物管理局(FDA)批准的已知靶點的藥物。“我們研究了那些被COVID-19上調但被特定藥物下調的基因,Ruxolitinib是具有這種特性的頂級藥物,”他說。
在過去幾年內,科學家們發現免疫補體系統–由肝臟產生的小蛋白組成的複雜系統,協助或補充身體的抗體對抗血液傳播的病原體–可以在細胞內部發揮作用,而不僅僅是在血液中。Kazemian表示,令人驚訝的是,研究發現,這種反應是在肺部被稱為肺泡的小結構的細胞中觸發的。
“我們觀察到,SARS-CoV2感染這些肺部細胞會以一種前所未有的方式導致激活補體系統的表達,”Kazemian說。“這完全出乎我們的意料,因為我們並沒有考慮到細胞內部這個系統的激活,或者至少沒有考慮到肺細胞。我們通常認為補體來源是肝臟。”
美國國立衛生研究院補體和炎症研究科的高級研究員和主任Claudia Kemper是最早描述補體系統在免疫系統中新角色的人之一。她同意這些最新發現令人驚訝。
“補體系統傳統上被認為是一種源自肝臟和血液循環的’哨兵’系統,保護宿主免受細菌,真菌和病毒的感染,”她說。“令人意想不到的是,在SARS-CoV2感染的環境中,這個系統反而對宿主不利,並導致在嚴重的COVID-19中觀察到的有害組織炎症。我們需要考慮在防治COVID-19時對這種細胞內、局部補體的調控。”
美國國家衛生研究院國家糖尿病和消化及腎臟疾病研究所的Earl Stadtman研究員Ben Afzali博士說,現在有跡象表明,這對治療COVID-19的困難有影響。
“這些發現提供了重要的證據,表明補體相關基因不僅是SARS-CoV2在感染細胞中誘導的最重要途徑之一,而且補體的激活發生在肺上皮細胞內部,即感染存在的局部,”他說。“這可能解釋了為什麼在細胞外和循環中靶向補體系統通常使COVID-19令人失望。我們可能應該考慮使用補體基因轉錄或補體蛋白激活的抑製劑,這些抑製劑具有細胞滲透性,並在細胞內起作用。”
Afzali提醒說,應該進行適當的臨床試驗,以確定聯合治療是否能帶來生存獲益。“我認為很重要的第二個發現是,數據表明,聯合使用一種抗病毒藥物和一種廣泛針對感染細胞內補體產生或激活的藥物,對COVID-19重症患者有潛在的益處,”他說。“這些數據是有希望的,但必須承認,我們是在感染SARS-CoV2的細胞系中進行藥物治療實驗的。所以,它們本身不應該被用來指導患者的治療。”
Kemper補充說,這些意外的發現帶來了更多的問題。“我們觀察到的一個目前尚未探索的、可能在治療上有趣的方面是,該病毒是否利用局部補體的產生和激活使其受益,例如,對於細胞感染和復制的基礎過程,”她說。