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揭示新冠病毒刺突蛋白结合心脏血管细胞，可能导致严重的微血管损伤
时间：2022-03-11 00:00:00 编辑： 点击：416次
在一项新的研究中，来自英国布里斯托大学的研究人员发现SARS-CoV-2可能通过将人类心脏血管细胞转化为炎症细胞，而不感染它们，从而导致在严重患病的COVID-19患者中观察到的严重微血管损伤。这一发现表明阻断抗体可能代表了一种缓解心血管并发症的新疗法。相关研究结果近期发表在Clinical Science期刊上，论文标题为“The SARS-CoV-2 Spike protein disrupts human cardiac pericytes function through CD147 receptor-mediated signalling: a potential non-infective mechanism of COVID-19 microvascular disease”。
在这项新研究中，这些作者试图研究SARS-CoV-2如何与心脏细胞相互作用，从而导致COVID-19患者的心肌损伤。直到现在，仍然不清楚心脏细胞是被这种病毒感染还是因为过度的细胞毒性防御反应而受损。这种称为细胞因子风暴的反应来自我们的免疫细胞，即细胞毒性细胞通过释放称为细胞因子的蛋白来攻击并杀死受感染的细胞。他们还试图调查心脏细胞是否有助于产生过量的细胞因子。
论文通讯作者、布里斯托尔大学Paolo Madeddu教授及其研究团队将人类心脏周细胞（即包裹心脏小血管的细胞）暴露在SARS-CoV-2 Alpha和Delta变体以及原始的SARS-CoV-2毒株中。令人惊讶的是，他们发现心脏周细胞（heart pericyte）没有受到感染。
出于对这一发现的好奇，在第二项试管实验中，这些作者单独用SARS-CoV-2的刺突蛋白而不是这种病毒本身对心脏周细胞进行挑战。这种刺突蛋白使心脏周细胞无法与它们的同伴内皮细胞相互作用，并诱导它们分泌炎性细胞因子，这表明这种刺突蛋白对人类心脏细胞是有害的。有趣的是，他们发现阻断CD147---刺突蛋白的受体---的抗体能保护心脏周细胞免受损伤。
最后，这些作者在从COVID-19患者获得的血液样本中发现了SARS-CoV-2刺突蛋白的存在，这就为刺突蛋白颗粒在血液循环中的流动能够到达远离呼吸系统的部位并造成系统性损伤提供了可能。
论文第一作者、布里斯托尔大学医学院的Elisa Avolio博士说，“心脏周细胞是心脏的重要细胞，尽管它们在维持冠状血管树的结构完整性方面的作用最近才被揭示。我们正在进行的关于人类心脏周细胞的研究表明，这些细胞在心脏病发作后的愈合过程中与冠状动脉内皮细胞合作。这项新的研究表明，刺突蛋白破坏了这种相互作用，并使心脏周细胞转化为炎症细胞。有希望的是，CD147阻断抗体可能代表一种新的治疗方法，以减轻COVID-19患者的心血管并发症。”
Madeddu教授补充说，“微血管并发症在COVID-19患者中是频繁出现的和有害的，在重症监护室住院的患者中，有高达11%的人有心肌损伤或有心脏病发作。此外，预先存在心血管疾病的人更有可能死于COVID-19。我们的研究结果表明SARS-CoV-2可以损害血管细胞而不感染它们。此外，裂解的刺突蛋白颗粒可能扩大完整的病毒颗粒与血管细胞的接触所引起的损伤。Omicron变体在它的刺突蛋白上发生多种突变，这有助于这种病毒进入和感染人体细胞，导致更高的传播性和与人体细胞更强的结合。然而，在目前Omicron疫情的情况下，专家们说到目前为止还没有任何心脏症状的报告，尽管现在说肯定还很早。如果得到证实，这可能表明SARS-CoV-2的感染性和造成心脏细胞损伤的能力之间存在差异。多功能的穗状蛋白是这些现象的关键决定因素。”
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在这项新研究中，这些作者试图研究SARS-CoV-2如何与心脏细胞相互作用，从而导致COVID-19患者的心肌损伤。直到现在，仍然不清楚心脏细胞是被这种病毒感染还是因为过度的细胞毒性防御反应而受损。这种称为细胞因子风暴的反应来自我们的免疫细胞，即细胞毒性细胞通过释放称为细胞因子的蛋白来攻击并杀死受感染的细胞。他们还试图调查心脏细胞是否有助于产生过量的细胞因子。
论文通讯作者、布里斯托尔大学Paolo Madeddu教授及其研究团队将人类心脏周细胞（即包裹心脏小血管的细胞）暴露在SARS-CoV-2 Alpha和Delta变体以及原始的SARS-CoV-2毒株中。令人惊讶的是，他们发现心脏周细胞（heart pericyte）没有受到感染。
出于对这一发现的好奇，在第二项试管实验中，这些作者单独用SARS-CoV-2的刺突蛋白而不是这种病毒本身对心脏周细胞进行挑战。这种刺突蛋白使心脏周细胞无法与它们的同伴内皮细胞相互作用，并诱导它们分泌炎性细胞因子，这表明这种刺突蛋白对人类心脏细胞是有害的。有趣的是，他们发现阻断CD147---刺突蛋白的受体---的抗体能保护心脏周细胞免受损伤。
最后，这些作者在从COVID-19患者获得的血液样本中发现了SARS-CoV-2刺突蛋白的存在，这就为刺突蛋白颗粒在血液循环中的流动能够到达远离呼吸系统的部位并造成系统性损伤提供了可能。
论文第一作者、布里斯托尔大学医学院的Elisa Avolio博士说，“心脏周细胞是心脏的重要细胞，尽管它们在维持冠状血管树的结构完整性方面的作用最近才被揭示。我们正在进行的关于人类心脏周细胞的研究表明，这些细胞在心脏病发作后的愈合过程中与冠状动脉内皮细胞合作。这项新的研究表明，刺突蛋白破坏了这种相互作用，并使心脏周细胞转化为炎症细胞。有希望的是，CD147阻断抗体可能代表一种新的治疗方法，以减轻COVID-19患者的心血管并发症。”
Madeddu教授补充说，“微血管并发症在COVID-19患者中是频繁出现的和有害的，在重症监护室住院的患者中，有高达11%的人有心肌损伤或有心脏病发作。此外，预先存在心血管疾病的人更有可能死于COVID-19。我们的研究结果表明SARS-CoV-2可以损害血管细胞而不感染它们。此外，裂解的刺突蛋白颗粒可能扩大完整的病毒颗粒与血管细胞的接触所引起的损伤。Omicron变体在它的刺突蛋白上发生多种突变，这有助于这种病毒进入和感染人体细胞，导致更高的传播性和与人体细胞更强的结合。然而，在目前Omicron疫情的情况下，专家们说到目前为止还没有任何心脏症状的报告，尽管现在说肯定还很早。如果得到证实，这可能表明SARS-CoV-2的感染性和造成心脏细胞损伤的能力之间存在差异。多功能的穗状蛋白是这些现象的关键决定因素。”
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