新型肺炎病毒是怎樣被感染

新型肺炎病毒是怎樣被感染

加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，SARS-CoV-2不能在沒(méi)有稱為硫酸乙酰肝素的碳水化合物的情況下抓住ACE2，該碳水化合物也存在于肺細(xì)胞表面，并作為病毒進(jìn)入的共受體。

稱為ACE2的分子像門把手一樣位于肺內(nèi)襯細(xì)胞的外表面。自2020年1月以來(lái)，研究人員已經(jīng)知道，導(dǎo)致CO-VID-19的新型-冠狀病毒SARS-CoV-2主要使用ACE2進(jìn)入這些細(xì)胞并建立呼吸道感染。尋找一種方法來(lái)鎖定病毒和門把手之間的相互作用作為治療感染的一種方法，已成為許多研究的目標(biāo)。

“ ACE2只是故事的一部分，”加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院細(xì)胞和分子醫(yī)學(xué)杰出教授，糖生物學(xué)研究與培訓(xùn)中心聯(lián)合主任Jeffrey Esko博士說(shuō)。“這不是全部。”

Esko的研究于2020年9月14日在Cell上發(fā)表，介紹了一種潛在的預(yù)防和治療CO-VID-19的新方法。

該小組展示了兩種方法，它們可以將SARS-CoV-2感染實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類細(xì)胞的能力降低約80%至90%：1)用酶去除硫酸乙酰肝素或2)使用肝素作為誘餌來(lái)誘使并結(jié)合冠狀病毒遠(yuǎn)離人類細(xì)胞。肝素，一種硫酸乙酰肝素，已經(jīng)被廣泛用于預(yù)防和治療血凝塊，這表明食品和藥物管理局批準(zhǔn)的藥物可能會(huì)重新用于減少病毒感染。

埃斯科(Esko)的小組研究硫酸乙酰肝素及其在健康和疾病中的作用。他由訪問(wèn)學(xué)者Thomas Mandel Clausen博士和博士后研究員Daniel Sandoval博士主持了這項(xiàng)研究。盡管Esko的實(shí)驗(yàn)室不一定專注于病毒，但是Clausen以前曾研究過(guò)瘧原蟲如何與人體細(xì)胞上的相關(guān)碳水化合物相互作用，而Sandoval自從是一名本科生以來(lái)就對(duì)病毒感興趣-他仍緊跟-新的病毒學(xué)研究很有趣。

克勞森(Clausen)于2020年3月的一個(gè)星期五下午晚些時(shí)候累了，他承認(rèn)推遲了實(shí)驗(yàn)。相反，他仔細(xì)閱讀了有關(guān)SARS-CoV-2的-新研究。那時(shí)他遇到了一項(xiàng)初步研究，該研究表明冠狀病毒的刺突蛋白(該病毒用來(lái)抓住ACE2門把手的“手”)與另一種與硫酸乙酰肝素有關(guān)的碳水化合物之間存在相互作用。

克勞森說(shuō)：“我跑去找丹尼爾，讓他看一下研究報(bào)告，當(dāng)然，他已經(jīng)在想同樣的事情了。”他也是丹麥哥本哈根大學(xué)的副教授。

一周之內(nèi)，團(tuán)隊(duì)就在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了他們的理論。他們發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2穗蛋白與肝素結(jié)合。該小組還深入研究以發(fā)現(xiàn)與肝素相互作用的SARS-CoV-2刺突蛋白的確切部分-受體結(jié)合域。當(dāng)肝素結(jié)合時(shí)，受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域打開(kāi)并增加與ACE2的結(jié)合。他們發(fā)現(xiàn)，該病毒必須結(jié)合細(xì)胞表面的硫酸乙酰肝素和ACE2才能進(jìn)入在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的人肺細(xì)胞內(nèi)部。

建立了這種病毒進(jìn)入機(jī)制后，研究人員接下來(lái)著手嘗試破壞它。他們發(fā)現(xiàn)，從細(xì)胞表面去除硫酸乙酰肝素的酶可以阻止SARS-CoV-2進(jìn)入細(xì)胞。同樣，用肝素治療也可以阻止感染。即使研究人員去除了蛋白質(zhì)的抗凝區(qū)域(負(fù)責(zé)預(yù)防血液凝塊的部分)，肝素治療仍以目前給予患者的劑量作為抗病毒-藥。

“這是我職業(yè)生涯中激動(dòng)人心的時(shí)期之一-我們了解到的有關(guān)硫酸乙酰肝素的所有知識(shí)以及我們多年來(lái)開(kāi)發(fā)的資源已經(jīng)與來(lái)自多個(gè)機(jī)構(gòu)的眾多專家迅速匯聚在一起。合作和分享想法，”埃斯科說(shuō)。“如果這種流行病有一線希望，我希望科學(xué)界將繼續(xù)像這樣那樣迅速合作以解決其他問(wèn)題。”

Esko說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)還遠(yuǎn)未轉(zhuǎn)化為對(duì)人的CO-VID-19治療。研究人員將需要在SARS-CoV-2感染的動(dòng)物模型中測(cè)試肝素和硫酸乙酰肝素抑制劑。在一項(xiàng)相關(guān)研究中，加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家還正在探索人類微生物組(包括生活在體內(nèi)和體內(nèi)的細(xì)菌)在改變硫酸乙酰肝素中的作用，從而影響人對(duì)CO-VID-19的敏感性。