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成精了!新冠病毒会“黑”进细胞抑制特定基因 专家:研究20年病毒从没见过

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 Winnie Lee • 2020-05-22 17:44:34 来源:前瞻网 E9838G2

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对新型冠状病毒如何感染细胞的深入研究发现,与其它已知病毒不同,新型冠状病毒精心策划了对细胞基因的恶意接管,产生了一位知名科学家所称的“独特”和“异常”变化。

最近的研究表明,为了控制入侵人体细胞的基因,病毒改变了DNA片段的读取方式,这或许可以解释为什么老年人更容易死于Covid-19,以及为什么抗病毒药物不仅可以挽救病人的生命,而且如果在感染前服用还可以预防严重疾病。

西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的病毒学家本杰明·特诺弗(Benjamin tenOever)在谈到导致Covid-19的SARS-CoV-2病毒如何劫持细胞基因组时说,“这是我在研究病毒的20年里从未见过的事情。”

他和他的同事们看到了SARS-CoV-2如何阻止一组对抗病毒的基因,但允许另一组启动,这种模式在其他病毒中从未见过。

例如,流感和最初的SARS病毒(在21世纪初)会干扰人体免疫反应的两个分支——tenOever称之为“战斗信号”基因和“求援信号”基因。

第一组基因产生干扰素。这些被感染细胞释放的蛋白质是生物信号,向邻近细胞发出信号,激活它们自己的约500个基因,从而减缓病毒的复制能力。

tenOever说,这可以持续7到10天,控制病毒复制,从而为第二组基因的行动争取时间。

这第二组基因产生它们自己的分泌蛋白质,称为趋化因子,它发出一种生化的“过来!”的警报。当遥远的产生抗体的B细胞和杀死病毒的T细胞感觉到警报时,它们就会跑到警报的源头。

如果一切进展顺利,第一组基因可以将病毒隔离足够长的时间,让致命的职业杀手到达并开始消灭病毒。

tenOever说:“大多数其他病毒会在某些方面干扰战斗基因和求援基因。”

“如果它们不这样做,就没有人会得病毒性疾病”,这一“组合拳”会把任何初期感染都击垮。

然而,他和他的同事在上周发表在《细胞》(Cell)杂志上的一项研究中报告说,SARS-CoV-2能够独特地阻断一种细胞防御,但激活另一种。

他们研究了在实验室培养皿中生长的健康人类肺细胞、雪貂(病毒很容易感染)和来自Covid-19患者的肺细胞。

在这三种病毒中,他们发现在感染后的3天内,病毒会诱导细胞的“求援信号”基因产生细胞因子。但它阻断了它们的“战斗信号”基因——抑制病毒复制的干扰素。

其结果本质上并没有阻止病毒的复制,而是在肺中引发了一场炎症分子的风暴,tenOever称之为SARS-CoV-2操纵目标基因组的“独特”和“异常”后果。

在另一项新的研究中,日本科学家上周确定了SARS-CoV-2是如何完成基因操纵的。

东京大学的Kei Sato和他的同事们发现,它的ORF3b基因产生一种叫做转录因子的蛋白质,这种蛋白质具有“很强的抗干扰素活性”,比原来的SARS病毒或流感病毒更强。这种蛋白质以一种阻止干扰素基因表达的方式,基本上阻止了细胞识别病毒的存在。

事实上,伊坎学院的研究小组在Covid-19患者的肺细胞中没有发现干扰素。tenOever说,如果没有干扰素,“就没有什么可以阻止病毒在肺里永远复制和溃烂。”

这导致肺细胞释放出更多的“求援信号”基因,召唤出越来越多的免疫细胞。

tenOever说,现在肺部到处都有巨噬细胞、中性粒细胞和其他免疫细胞,导致这种失控的炎症,“你开始有炎症,引发更多的炎症。”

与此同时,未经抑制的病毒复制会杀死参与氧气交换的肺细胞。“突然间你就在医院里,呼吸困难,”他说。

上了年纪的人,以及糖尿病、心脏病和其他潜在疾病的人,即使在新冠病毒到来之前,免疫系统的“战斗”部分也比更年轻、更健康的人要弱。

这进一步降低了细胞用干扰素抑制病毒复制的能力,并导致免疫系统朝着危险的炎症反应方向失衡。

SARS-CoV-2能强烈抑制受感染细胞产生干扰素,这一发现提出了一种有趣的可能性:服用干扰素可能会预防严重的Covid-19,甚至在一开始就能预防它,德克萨斯大学医学分部的Vineet Menachery说。

在一项关于人类细胞在实验室培养皿中生长的研究中,他和他的同事们还发现SARS-CoV-2“阻止了大量”干扰素基因的启动。

但是,当在实验室培养皿中生长的细胞在接触新冠病毒之前接受干扰素IFN-1时,“病毒很难复制”。

几天后,干扰素处理过的受感染细胞的病毒数量比未预处理干扰素的受感染细胞的病毒数量低1000至10000倍。(相比之下,最初的SARS病毒对干扰素不敏感。)

人们认为,要结束大流行并防止其卷土重来,就需要一种有效的疫苗来预防感染,以及像瑞德西韦(remdesivir)这样的抗病毒药物来治疗重病,但遗传学研究提出了第三种策略:预防性药物。

Menachery说,用所谓的1型干扰素治疗可能“在病毒形成之前就能阻止它”。

给健康人用药总是一件冒险的事情,因为所有的药物都有副作用。

“干扰素治疗有很多并发症,”Menachery警告说。用于治疗肝炎、癌症和许多其他疾病的各种干扰素会导致类似流感的症状。

Menachery说,干扰素“会向细胞发出病毒来了的警告”,因此这种预处理可能“让经过处理的细胞更好地抵御病毒,并限制病毒的传播”。

当然,这需要临床试验,目前临床试验正在进行中。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://www.statnews.com/2020/05/21/coronavirus-hijacks-cells-in-unique-ways/

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