新發現挑戰了對COVID-19 感染的標準理解
加州大學河濱分校的研究有可能幫助科學家製定策略,防止COVID-19 在水貂和其他物種間傳播。研究揭示,引起COVID-19 的SARS-CoV-2 病毒進入水貂細胞的方式與人體細胞不同,由於水貂體內的TMPRSS2 酶沒有活性,它利用的是內吞途徑。這項發現凸顯了人畜共通傳染病的複雜性和病毒跨物種傳播的潛在公共衛生風險,並強調了對不同物種進行進一步研究的必要性。
有些病毒具有跨物種傳播的能力。導致COVID-19 的病毒SARS-CoV-2 就是一個明顯的例子。這種病毒可以從人類傳染給水貂(一種農業物種),然後可能再傳染給人類。這種被稱為”回溢”的現象引起了人們的關注,因為病毒可能在水貂體內發生變異,然後以更具攻擊性的形式回到人類體內。在美國和歐洲的水貂養殖場中,都記錄了從人類傳染給水貂(溢出)和從水貂傳染給人類(回溢)的情況。
為了解決這些問題,加州大學河濱分校的一個研究小組現在對水貂的人畜共患病–病原體的種間傳播–進行了研究,發現TMPRSS2–一種對人類SARS-CoV-2病毒融合進入人體至關重要的酶,在水貂體內不起作用。
“我們發現水貂肺細胞是透過’內吞途徑’感染的,而不是在人類細胞中常見的TMPRSS2融合途徑,”發表在《微生物學前沿》(Frontiers in Microbiology)上的這篇研究論文的第一作者、博士研究生安-宋(Ann Song)說。”我們的研究結果表明,SARS-CoV-2 在所有哺乳動物中的進入方式並不相同,這也強調了對不同物種的病毒進入機制進行深入研究的必要性。
宋解釋說,病毒融合發生在感染過程中病毒膜與宿主細胞質膜的融合。她說,內吞是一個重要的過程,細胞透過其質膜形成的小囊泡吞噬外在物質。她說,宿主細胞可透過內吞作用吸收SARS-CoV-2 病毒。
左:普魯-塔爾博特(左)與安-宋,右: Ann Song。圖片來源:加州大學河濱分校塔爾博特研究小組
她說:”我們的研究結果表明,水貂TMPRSS2 中缺少功能域(或酶域)。我們不知道原因何在。我們認為這種酶可能具有多種功能。它可以在水貂體內發揮其他作用,但在SARS-CoV-2與宿主細胞融合的過程中不起作用。因此,靶向TMPRSS2 對預防水貂感染沒有幫助。顯而易見的是,SARS-CoV-2 進入不同物種和組織類型的情況各不相同”。
人畜共患病是一個公共衛生問題,因為危險的變異病毒可能會透過回溢進入人類。在流感大流行期間,發表了數百篇關於人體內COVID-19的論文。現在,COVID-19 在人類中的傳播已得到較好的控制,科學界的注意力開始轉向人畜共患病。
主要作者、分子、細胞和系統生物學系研究生部教授普魯-塔爾博特(Prue Talbot)說,研究人員不應低估SARS-CoV-2在其他哺乳動物物種中發生溢出和回溢的可能性:”致命的突變體可能會從溢出/回溢事件中出現。另一個例子是,許多被人類獵殺的鹿群都感染了SARS-CoV-2,因此是潛在的外溢源。”
博士後研究員拉塔波-潘通(Rattapol Phandthong)也加入了塔爾博特和宋的研究隊伍。下一步,研究小組將研究感染COVID-19 的孕婦的人類胚胎的可感染性。
為了取得研究成果,研究人員使用水貂的肺上皮細胞進行了實驗。
編譯來源:ScitechDaily