據美國有線電視新聞網(CNN)近日報道,美國疾病控制與預防中更新了針對公共衛(wèi)生官員和數學建模研究員的指南。該指南估計,“40%新冠病毒(SARS-CoV-2)感染者沒有癥狀”。對于輕度感染者需要用抗病毒治療,而對于重癥和危重新型冠狀肺炎(COVID-19)患者,需要氧療、呼吸機機械通氣甚至體外膜肺氧合(ECMO)進行治療。

近日,韓國的一個研究小組研究發(fā)表在《Science immunology》的文章提出,與重度流感患者相比,重度COVID-19在所有類型的外周血單個核細胞(PBMC)中均表現出高炎癥反應,尤其是細胞因子TNF/IL-1β介入的炎癥反應,說明重度COVID-19患者的免疫功能障礙與促炎癥的細胞因子密切相關。此外,還發(fā)現了重度COVID-19患者的I型干擾素(IFN-I)免疫反應增強,強調IFN-1表達的時機對確定SARS-CoV-2感染的結果至關重要,IFN-I可作為治療重度COVID-19的潛在靶標。

Science子刊新發(fā)現:IFN-1有望成為治療重癥新冠肺炎的靶點新星-肽度TIMEDOO

當病原體(例如致病性細菌、病毒等)感染人體后可引發(fā)炎癥,機體通過細胞因子介入的炎癥反應來抵御病原體的入侵,在該過程中,細胞因子(cytokine),例如IL-2、IL-3、IL-4、IFN-γ、TNF-β等,發(fā)揮著重要作用。

重度COVID-19患者可發(fā)生高炎癥反應,也稱細胞因子風暴,導致機體的免疫系統(tǒng)的平衡被打破,大量的促炎癥因子持續(xù)產生,最終患者會因自身過度免疫導致多器官功能衰竭。

在這項研究中,研究小組從健康人群、輕度和重度COVID-19患者體內提取PBMC進行了單細胞的RNA測序(scRNA-seq),以健康組作為對照,將不同癥狀的相對基因表達變化進行分級聚類,發(fā)現對于重度COVID-19而言,不管細胞類型如何,均受到了常見炎癥介質的影響

Science子刊新發(fā)現:IFN-1有望成為治療重癥新冠肺炎的靶點新星-肽度TIMEDOO

用皮爾遜相關系數(PCC)對不同疾病類型的基因表達變化進行分級聚類;黑框表示重度COVID-19和流感組之間高度相關的細胞類型

接下來,為了進一步研究重度COVID-19的特征,研究小組直接比較了輕度和重度COVID-19之間的PBMC,發(fā)現重度COVID-19與IFN-I和TNF/IL-1β相關的炎癥反應高度相關,IFN-I可通過消除TNF的耐受性效應誘導高炎癥反應。

Science子刊新發(fā)現:IFN-1有望成為治療重癥新冠肺炎的靶點新星-肽度TIMEDOO

直接比較輕度和重度COVID-19之間的經典單核細胞PMBC

最后,研究小組從COVID-19死者的肺組織中得到了大量RNA-seq數據,驗證了IFN-I反應和炎癥特征,他們發(fā)現在嚴重流感中,干擾素的上調刺激基因(ISG)顯著表達,各類IFN刺激基因的表達增加,但只有在COVID-19患者中觀察到了TNF/IL-1β參與的反應。

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COVID-19的患者死后肺組織轉錄組中組合的IFN-I和炎性反應的驗證

回顧2009年的H1N1流感大流行以及H5N1高致病性禽流感的爆發(fā),可以發(fā)現有一部分患者感染病毒后并非死于感染本身,而是自身的過度免疫。針對目前的新冠病毒,醫(yī)療團隊除了根據國家衛(wèi)健委指導公布的抗病毒方案外,也應當關注細胞因子風暴對患者帶來的不利影響。

此外,隨著科學家對COVID-19的深入鉆研,相信將類似IFN-I的促炎癥的細胞因子作為重癥COVID-19靶點的治療策略也指日可待。