對(duì)新型冠狀病毒如何感染細(xì)胞的深入研究發(fā)現(xiàn)，與其它已知病毒不同，新型冠狀病毒精心策劃了對(duì)細(xì)胞基因的惡意接管，產(chǎn)生了一位知名科學(xué)家所稱的“獨(dú)特”和“異常”變化。

最近的研究表明，為了控制入侵人體細(xì)胞的基因，病毒改變了DNA片段的讀取方式，這或許可以解釋為什么老年人更容易死于Covid-19，以及為什么抗病毒藥物不僅可以挽救病人的生命，而且如果在感染前服用還可以預(yù)防嚴(yán)重疾病。

西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的病毒學(xué)家本杰明·特諾弗(Benjamin tenOever)在談到導(dǎo)致Covid-19的SARS-CoV-2病毒如何劫持細(xì)胞基因組時(shí)說(shuō)，“這是我在研究病毒的20年里從未見(jiàn)過(guò)的事情?！?/p>

他和他的同事們看到了SARS-CoV-2如何阻止一組對(duì)抗病毒的基因，但允許另一組啟動(dòng)，這種模式在其他病毒中從未見(jiàn)過(guò)。

例如，流感和最初的SARS病毒(在21世紀(jì)初)會(huì)干擾人體免疫反應(yīng)的兩個(gè)分支——tenOever稱之為“戰(zhàn)斗信號(hào)”基因和“求援信號(hào)”基因。

第一組基因產(chǎn)生干擾素。這些被感染細(xì)胞釋放的蛋白質(zhì)是生物信號(hào)，向鄰近細(xì)胞發(fā)出信號(hào)，激活它們自己的約500個(gè)基因，從而減緩病毒的復(fù)制能力。

tenOever說(shuō)，這可以持續(xù)7到10天，控制病毒復(fù)制，從而為第二組基因的行動(dòng)爭(zhēng)取時(shí)間。

這第二組基因產(chǎn)生它們自己的分泌蛋白質(zhì)，稱為趨化因子，它發(fā)出一種生化的“過(guò)來(lái)!”的警報(bào)。當(dāng)遙遠(yuǎn)的產(chǎn)生抗體的B細(xì)胞和殺死病毒的T細(xì)胞感覺(jué)到警報(bào)時(shí)，它們就會(huì)跑到警報(bào)的源頭。

如果一切進(jìn)展順利，第一組基因可以將病毒隔離足夠長(zhǎng)的時(shí)間，讓致命的職業(yè)殺手到達(dá)并開(kāi)始消滅病毒。

tenOever說(shuō):“大多數(shù)其他病毒會(huì)在某些方面干擾戰(zhàn)斗基因和求援基因?！?/p>

“如果它們不這樣做，就沒(méi)有人會(huì)得病毒性疾病”，這一“組合拳”會(huì)把任何初期感染都擊垮。

然而，他和他的同事在上周發(fā)表在《細(xì)胞》(Cell)雜志上的一項(xiàng)研究中報(bào)告說(shuō)，SARS-CoV-2能夠獨(dú)特地阻斷一種細(xì)胞防御，但激活另一種。

他們研究了在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的健康人類(lèi)肺細(xì)胞、雪貂(病毒很容易感染)和來(lái)自Covid-19患者的肺細(xì)胞。

在這三種病毒中，他們發(fā)現(xiàn)在感染后的3天內(nèi)，病毒會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞的“求援信號(hào)”基因產(chǎn)生細(xì)胞因子。但它阻斷了它們的“戰(zhàn)斗信號(hào)”基因——抑制病毒復(fù)制的干擾素。

其結(jié)果本質(zhì)上并沒(méi)有阻止病毒的復(fù)制，而是在肺中引發(fā)了一場(chǎng)炎癥分子的風(fēng)暴，tenOever稱之為SARS-CoV-2操縱目標(biāo)基因組的“獨(dú)特”和“異常”后果。

在另一項(xiàng)新的研究中，日本科學(xué)家上周確定了SARS-CoV-2是如何完成基因操縱的。

東京大學(xué)的Kei Sato和他的同事們發(fā)現(xiàn)，它的ORF3b基因產(chǎn)生一種叫做轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)具有“很強(qiáng)的抗干擾素活性”，比原來(lái)的SARS病毒或流感病毒更強(qiáng)。這種蛋白質(zhì)以一種阻止干擾素基因表達(dá)的方式，基本上阻止了細(xì)胞識(shí)別病毒的存在。

事實(shí)上，伊坎學(xué)院的研究小組在Covid-19患者的肺細(xì)胞中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)干擾素。tenOever說(shuō)，如果沒(méi)有干擾素，“就沒(méi)有什么可以阻止病毒在肺里永遠(yuǎn)復(fù)制和潰爛?！?/p>

這導(dǎo)致肺細(xì)胞釋放出更多的“求援信號(hào)”基因，召喚出越來(lái)越多的免疫細(xì)胞。

tenOever說(shuō)，現(xiàn)在肺部到處都有巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞，導(dǎo)致這種失控的炎癥，“你開(kāi)始有炎癥，引發(fā)更多的炎癥。”

與此同時(shí)，未經(jīng)抑制的病毒復(fù)制會(huì)殺死參與氧氣交換的肺細(xì)胞?！巴蝗婚g你就在醫(yī)院里，呼吸困難，”他說(shuō)。

上了年紀(jì)的人，以及糖尿病、心臟病和其他潛在疾病的人，即使在新冠病毒到來(lái)之前，免疫系統(tǒng)的“戰(zhàn)斗”部分也比更年輕、更健康的人要弱。

這進(jìn)一步降低了細(xì)胞用干擾素抑制病毒復(fù)制的能力，并導(dǎo)致免疫系統(tǒng)朝著危險(xiǎn)的炎癥反應(yīng)方向失衡。

SARS-CoV-2能強(qiáng)烈抑制受感染細(xì)胞產(chǎn)生干擾素，這一發(fā)現(xiàn)提出了一種有趣的可能性:服用干擾素可能會(huì)預(yù)防嚴(yán)重的Covid-19，甚至在一開(kāi)始就能預(yù)防它，德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分部的Vineet Menachery說(shuō)。

在一項(xiàng)關(guān)于人類(lèi)細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的研究中，他和他的同事們還發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2“阻止了大量”干擾素基因的啟動(dòng)。

但是，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的細(xì)胞在接觸新冠病毒之前接受干擾素IFN-1時(shí)，“病毒很難復(fù)制”。

幾天后，干擾素處理過(guò)的受感染細(xì)胞的病毒數(shù)量比未預(yù)處理干擾素的受感染細(xì)胞的病毒數(shù)量低1000至10000倍。(相比之下，最初的SARS病毒對(duì)干擾素不敏感。)

人們認(rèn)為，要結(jié)束大流行并防止其卷土重來(lái)，就需要一種有效的疫苗來(lái)預(yù)防感染，以及像瑞德西韋(remdesivir)這樣的抗病毒藥物來(lái)治療重病，但遺傳學(xué)研究提出了第三種策略:預(yù)防性藥物。

Menachery說(shuō)，用所謂的1型干擾素治療可能“在病毒形成之前就能阻止它”。

給健康人用藥總是一件冒險(xiǎn)的事情，因?yàn)樗械乃幬锒加懈弊饔谩?/p>

“干擾素治療有很多并發(fā)癥，”Menachery警告說(shuō)。用于治療肝炎、癌癥和許多其他疾病的各種干擾素會(huì)導(dǎo)致類(lèi)似流感的癥狀。

Menachery說(shuō)，干擾素“會(huì)向細(xì)胞發(fā)出病毒來(lái)了的警告”，因此這種預(yù)處理可能“讓經(jīng)過(guò)處理的細(xì)胞更好地抵御病毒，并限制病毒的傳播”。

當(dāng)然，這需要臨床試驗(yàn)，目前臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。

編譯/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組

原文來(lái)源：

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