Cell：人体主要防御手段干扰素竟帮助新冠病毒攻击自身

是什么使SAV-CoV-2（COVID-19背后的病毒）对大众构成如此大的威胁？SARS-COV-2在体内的作用是什么？某些特定人群为何更易感新冠病毒？那么又如何寻找最好的治疗方法呢？

近日，波士顿儿童医院Jose Ordovas-Montanes博士和麻省理工学院Alex K. Shalek博士领导的一项新研究，查明了该病毒感染的可能细胞类型。出乎意料的是，研究表明，人体抵抗病毒感染的主要防御机制，实际上可以帮助病毒感染细胞。研究结果于4月21日由Cell杂志发表。

多种研究模型

当有关新冠病毒在中国的新闻传出时，Ordovas-Montanes和Shalek已经在研究整个人类呼吸系统和肠道中的不同细胞类型。他们还从灵长类和小鼠那里收集了数据。

2月，研究人员开始深入研究这些数据。他们开始根据报道的症状以及在何处检测到病毒，来检查来自鼻腔、肺和肠等组织的细胞。

COVID-19敏感细胞

最近的研究发现，SARS-CoV-2（与引起SARS大流行的密切相关的SARS-CoV一样）使用ACE2受体，并通过一种名为TMPRSS2的蛋白酶进入人体细胞。于是，Ordovas-Montanes和Shalek及其同事提出一个简单的问题：呼吸道和肠道组织中的哪些细胞同时表达ACE2和TMPRSS2？

为了解决这个问题，研究人员利用了单细胞RNA测序，该技术可识别单个细胞中大约20，000个基因中有哪些在发挥作用。他们发现，只有极少数的人呼吸道和肠道细胞同时产生ACE2和TMPRSS2，通常远低于10％。这些细胞分为三种类型：鼻腔中分泌粘液的杯状细胞；有助于维持肺泡（吸入氧气的囊）的II型细胞肺泡细胞；排列在小肠上并参与营养吸收的肠上皮细胞。

从非人类灵长类动物中采样显示出相似的易感细胞模式。

研究人员指出，许多现有的呼吸细胞系可能不会包含全部细胞类型，并且可能会错过相关的类型。一旦了解了哪些细胞被感染，就可以了解细胞如何运作，以及细胞中是否有任何对病毒生命周期至关重要的东西。他们使用更完善的细胞模型进行筛选，以找到现有针对该生物学的药物，提供了进入小鼠或非人类灵长类动物的垫脚石。

干扰素：有用或有害？

但最令科学家们感兴趣是该研究的第二个发现。他们发现，人体检测病毒时的主要防御手段之一，干扰素，会刺激SARS-CoV-2用于进入人类细胞的受体的ACE2基因。干扰素实际上使ACE2基因处于较高水平，可能为病毒提供了进入的新入口。

研究人员指出，ACE2在保护各种类型的肺部伤害中也很重要。当ACE2出现时，通常是一种富有成效的反应。但是由于该病毒使用ACE2作为目标，因此推测它可能正在利用这种正常的保护反应。

实际上，干扰素正在作为COVID-19的治疗方法进行测试。它们会提供帮助，还是弊大于利？还不清楚。

由于时间或剂量的原因，干扰素可能在某些患者中含有病毒，而在另一些患者中，干扰素会导致更多的感染。研究人员希望更好地了解两者的平衡，以及如何保持有效的抗病毒反应，而又不产生更多的靶细胞来感染病毒。

ACE抑制剂和细胞因子风暴

这些发现也可能引起有关ACE抑制剂的新研究。这些药物通常用于治疗高血压，这与更严重的COVID-19疾病有关。ACE抑制剂是否会影响人们的风险？

研究人员警告说，ACE和ACE2的作用途径相同，但实际上它们具有不同的生化特性。这是复杂的生物学，但是了解ACE抑制剂对人们对该病毒的生理反应的影响非常重要。

试图将研究结果与“细胞因子风暴”联系起来还为时过早，这已经在COVID-19重症患者中报道了失控的炎症反应。细胞因子是一类化学物质，可激发人体对感染的免疫反应，而干扰素是该家族的一部分。

这可能是由于干扰素未能限制病毒开始而引起的细胞因子风暴，所以肺部开始寻求更多帮助。这正是研究人员现在想要了解的。

未来发展方向

该小组还希望探索该病毒在其靶向细胞中的作用，并研究儿童和成人的组织样本，以了解为什么COVID-19在年轻人中通常不那么严重。该研究是与人类细胞图谱（HCA）肺生物学网络小组合作完成的。研究人员与全世界的合作者共享了他们未发布的数据，以尽早地使潜在的相关信息成为现实。

参考文献：

Carly G. K. Ziegle，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.