上皮细胞2

▎药明康德内容团队编辑

自新冠疫情爆发以来，科学家们每天都对这种病毒有着新的认识。今日，顶尖学术期刊《科学》在线发表的一篇文章，坐实了过去关于新冠病毒（SARS-CoV-2）的一个猜想：它不仅能感染呼吸道细胞，还可以感染消化道细胞！

过去的多项研究表明，新冠病毒需要与ACE2结合，才能入侵人类细胞。根据已有的数据，ACE2主要存在于II型肺泡上皮细胞和纤毛细胞。但有意思的是，人体内，ACE2表达量最高的地方，却是在小肠上皮细胞的刷状缘（ brush border of intestinal enterocytes ）。此外，尽管新冠疾病主要的症状出现在呼吸道，也有不少病例发现了患者的胃肠道症状，并从患者的肛门拭子中检测出了病毒RNA。这些结果表明，新冠病毒可能也会有胃肠道感染和粪口传播途径。

为了确认这一点，研究人员们培育了呼吸道和肠道的“类器官”（organoids），也就是从干细胞出发，培育出具有器官特征的结构。科学家们观察到，无论是SARS病毒还是新冠病毒，都能感染来源于类器官的呼吸道上皮细胞。而在小肠的类器官中，科学家们同样观察到了SARS病毒与新冠病毒的感染现象。

▲显微镜下，科学家们看到了新冠病毒入侵肠上皮细胞的过程（白色为病毒双链RNA）（图片来源：参考资料[1]）

为了进一步确认哪些小肠细胞是新冠病毒的感染对象，研究人员们在显微镜下对这些小肠类器官进行观察。观察发现，在感染的24小时后，能看到极少数的感染细胞。而在感染的60个小时后，感染细胞的数量有着明显增加。这些细胞展现出了正在增殖的肠上皮细胞祖细胞（proliferative enterocyte progenitor），以及ApoA1+ 肠上皮细胞（已完成分裂）的特征。这些结果表明新冠病毒会感染肠上皮细胞的谱系。

而利用电镜，研究人员们也看清了病毒在肠上皮细胞中的生命周期——新冠病毒会出现在肠上皮细胞的基底外侧和顶部，亚细胞结构中的病毒复制也清晰可见。

▲利用电镜技术，研究人员们看清了新冠病毒在肠上皮细胞中的生命周期（图片来源：参考资料[1]）

最后，研究人员分析了这些受感染的肠上皮细胞中，RNA表达会出现怎样的变化。研究发现，新冠病毒会激活一系列和细胞因子以及干扰素有关的通路，这与I型和III型干扰素反应有关。这也与之前发表的论文结论具有一致性。

总结来看，本研究发现SARS病毒与新冠病毒都会感染从人类小肠类器官模型中获取的肠上皮细胞谱系。值得一提的是，肠上皮细胞相较其前体，ACE2的mRNA水平提高了近1000倍，但新冠病毒对两者的感染率却很接近，这可能表明低水平的ACE2就足以促进病毒入侵细胞。

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作者也在论文最后指出，新冠病毒是过去20年来，第三个高度致病的人畜共患冠状病毒了，同样的情况在未来还有可能发生。然而我们目前对冠状病毒的病理发生和传播并不是非常了解，这一方面也是因为缺乏能够准确模拟宿主组织的体外细胞模型。在这方面，类器官或许能提供宝贵的洞见。

参考资料：

[1] Mart M. Lamers et al., (2020), SARS-CoV-2 productively infects human gut enterocytes, Science, DOI: 10.1126/science.abc1669

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