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新冠病毒关键受体ACE2,在结直肠肠黏膜上皮表达情况被发现

2020-02-26
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上海交通大学医学院附属仁济医院消化科房静远教授团队在国际上第一个应用自己收集的样本实施单细胞测序得出的正常人和结直肠肿瘤患者结肠上皮细胞ACE2受体表达情况。研究结果推测新冠病毒可能与肠道中的ACE2受体相互作用,进而进一步损害结直肠黏膜屏障并增加炎症细胞因子的产生。相关研究成果2月24日发布于医学类论文预印本网站medRxiv。


2019年12月,中国湖北省武汉市爆发了2019新型冠状病毒(以下简称COVID-19)肺炎,造成了数以万计的COVID-19感染病例。由于COVID-19是一种新型的冠状病毒,目前尚无针对感染患者特别有效的药物。COVID-19与2003年暴发的急性呼吸窘迫综合征(SARS)的病原体SARS-CoV病毒属于同一家族。血管紧张素转化酶II(ACE2)为 SARS-CoV的细胞受体。目前认为ACE2受体是COVID-19感染人类并在宿主体内传播的关键成分。为了在临床诊断和治疗中提供更多病毒传播的途径和感染方式,迫切需要探索ACE2在亚裔人群消化系统中的表达。


在人类和其他哺乳动物中,冠状病毒主要以其上呼吸道、胃肠道和中枢神经系统为感染目标。2003年暴发SARS的病原体为SARS-CoV冠状病毒,SARS-CoV除了会破坏呼吸道,还可能会引起腹泻,并损害患者的肠道。此次引起新型冠状病毒肺炎的病原体COVID-19冠状病毒与SARS-CoV病毒属于同一家族。1月24日发表在《柳叶刀》上的一项回顾性研究发现,在38例COVID-19感染患者中发现了一例以腹泻为主要症状的病例,在随后新发现的COVID-19感染病例中不断诊断出一些腹泻患者。2月9日医学类预印本网站medRxiv在线发布了钟南山院士等专家的论文,在1099例经实验室确诊的COVID-19感染病例中,近10%的患者出现消化道症状,如腹泻、呕吐等。2月11日深圳市第三人民医院和国家感染性疾病临床研究中心研究人员发现,早中期阶段以唾液和鼻拭子为取样方式,可以提高COVID-19冠状病毒检出率。这些资料进一步表明COVID-19可能通过消化系统途径传播。


尽管已有研究团队通过公共数据库的单细胞测序数据分析了ACE2在消化系统和肺中的表达谱,然而,这些数据集的大多数据并非来自于亚裔成年人。因此,为了在临床诊断和治疗中提供更多病毒传播的途径和感染方式,迫切需要探索ACE2在亚裔人群消化系统中的表达。


房静远团队收集了仁济医院结直肠癌组织、结直肠腺瘤组织及健康对照人群的肠黏膜组织进行了单细胞测序。结果显示,ACE2的表达从正常结肠上皮、腺瘤到结直肠癌患者的组织逐渐增加。同时,单细胞测序亦表明,ACE2主要分布于结肠上皮细胞。该团队人员也分析公共数据库中两个独立的单细胞测序数据发现,ACE2在人结直肠组织中有表达,并且其表达在结直肠癌组织中显著高于正常组织。因此,基于ACE2的表达数据,他们推测结直肠癌和结直肠腺瘤患者比健康人群更有可能感染COVID-19病毒。这是国际上第一个应用自己收集的样本实施单细胞测序得出的正常人和结直肠肿瘤患者结肠上皮细胞ACE2受体表达情况。


ACE2抑制剂能够显著降低DSS诱导的肠道炎症病变,表明ACE2可以介导DSS诱导的小鼠炎症性肠病的黏膜炎症产生。在最近的临床报告中,COVID-19能导致重症肺炎患者发生细胞因子风暴和多器官功能衰竭。房教授团队研究人员推测COVID-19可能与肠道中的ACE2受体相互作用,进而进一步损害肠黏膜屏障并增加炎症细胞因子的产生。随着COVID-19感染的加剧,产生了更多的炎性因子,最终导致了炎性因子的风暴。因此,在未来的临床应用中不排除通过使用ACE2抑制剂来阻断肠上皮细胞的ACE2受体与COVID-19的结合,从而治疗COVID-19感染患者的某些肠道症状。


相关论文信息:https://doi.org/10.1101/ 2020. 02.15.20023457


作者:袁蕙芸 黄辛

版权申明:本文来源中国科学报,版权归原作者所有。

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