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        【新知】院士团队最新研究:新冠病毒在肺细胞中复制能力强于SARS

        随着战“疫”的持续,我们已经知道,虽然是SARS病毒(SARS-CoV)的近亲,但新冠病毒(SARS-CoV-2)引起的疾病症状多样,轻重症差异大,传播也更广泛。然而,疾病特点的背后,病毒与宿主的相互作用特点并不清晰。

        《柳叶刀-微生物》最新发表一项来自袁国勇院士团队的重要研究,系统分析了新冠病毒对不同人体组织细胞、不同物种细胞的偏好,以及病毒复制和细胞损伤特点,并与SARS病毒进行了比较。作者团队表示,这些发现从组织细胞培养水平上解释了新冠病毒和SARS病毒在临床表现和可传播性上的差异。

        这项研究中所用的新冠病毒来自一名香港确诊患者的鼻咽拭子,SARS病毒来自在香港大学微生物学系存档的临床分离株。各项实验中,初始接种病毒的细胞占总细胞数的10%。

        研究人员首先在9种人类细胞系中测试了病毒敏感性。他们观察到,有5种很容易被新冠病毒感染,120小时内病毒可大量复制。这些易感细胞系中,新冠病毒的复制在肺和大肠细胞中最稳定,其次是肝和肾细胞系,在神经元细胞中也检测到了一定的病毒复制。

        这与SARS病毒的细胞趋向性相似,在除神经元细胞的其他上述4种细胞系中,SARS病毒也能够大量复制,但其对大肠细胞系的感染能力更强。进一步的数据表明,120小时内,新冠病毒在肺细胞系中的病毒复制量更高,而SARS病毒在大肠细胞系中的复制量更高。


        新冠病毒和SARS病毒对不同人体细胞系的感染复制能力(图片来源:参考资料[1])

        作者团队指出,两种病毒在不同组织细胞中的复制能力,都在一定程度上解释了相应的临床现象:

        两种冠状病毒在肺细胞系中的大量复制,与其引起下呼吸道感染的能力相对应。

        SARS病毒在肠道中复制能力更强,则支持了SARS患者腹泻发生率更高的现象。在一些大型临床队列中,新冠病毒疾病(COVID-19)患者的腹泻发生率约4%-6%,而腹泻是SARS的最常见的肺外临床表现,既往报道发生率达20%。

        两种病毒在肝肾细胞中也有较强的复制能力。在临床上,也有超过40%的COVID-19患者和SARS患者出现肝功能障碍,有3%-7%的COVID-19患者发生急性肾脏损伤。

        不同于SARS病毒,新冠病毒在神经元细胞中具有复制能力,多达9%的COVID-19患者会出现意识模糊或头晕,而很少报道SARS患者出现神经系统症状。

        接下来,研究人员测试了病毒的动物物种偏好。在16种非人类细胞系中,有6种容易被新冠病毒感染,包括3种猴类肾脏细胞系和分别来自猫、兔、猪的肾脏细胞系,在猴类和猪细胞中的复制最为旺盛。在来自狗、鸡、老鼠、仓鼠的细胞系中,则复制能力相对较低。SARS病毒的情况仍然与之相似,但值得注意的是,SARS病毒还能在中华菊头蝠(Rhinolophus sinicus)的肾细胞中大量复制。

        在所有25种细胞系中进一步评估病毒诱导的细胞损伤发现,新冠病毒只在非洲绿猴和恒河猴的肾脏细胞中造成了实质性的损伤。同样容易大量复制的人肺和大肠细胞系,却在接种病毒120小时后仍未观察到细胞活性明显降低。而且,对比之下,新冠病毒诱导的细胞损伤少于SARS病毒,表现在更晚出现损伤,损伤程度更轻。

        结合病毒复制情况,这些数据也潜在解释了新冠病毒更广泛的人际传播:

        实验提示新冠病毒在肺细胞中复制能力强于SARS病毒,多项研究也提示新冠病毒的受体结合力要强于SARS病毒,这可能有助于新冠病毒进入肺细胞,并通过呼吸道飞沫而导致更广泛的人际传播。

        蝙蝠被认为是SARS样冠状病毒的潜在天然宿主,对于两种病毒感染蝙蝠细胞的结果差异,作者团队认为强化了一种可能性:即新冠病毒已经很好地适应人类,在中华菊头蝠细胞系中复制能力减弱。

        新冠病毒能够高水平复制而不引起实质性宿主细胞损伤,可能有利于有效人际传播。

        作者团队表示,尽管细胞系实验无法完全代表新冠病毒在人体内的情况,病毒株和细胞系的多样性也有限,但总体而言,这些数据为新冠病毒感染不同于SARS的发病机理和高传播性提供了新的见解?!驹鹑伪嗉?江小白】

        参考资料:

        [1] Hin Chu, et al., (2020). Comparative tropism, replication kinetics, and cell damage profiling of SARS-CoV-2 and SARS-CoV with implications for clinical manifestations, transmissibility, and laboratory studies of COVID-19: an observational study. The Lancet Microbe, DOI: 10.1016/S2666-5247(20)30004-5

        来源:医学新视点

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