"臨床醫(yī)生知道，COVID-19可以引起從輕微到嚴(yán)重癥狀的疾病嚴(yán)重程度的光譜。為什么有些人，而不是其他人，會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的疾病，一直是個(gè)謎，"Joyce Chen助理教授說(shuō)，他與香港大學(xué)的Qizhou Lian領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。"這是第一次有人將癥狀的變化與巨噬細(xì)胞聯(lián)系起來(lái)"。

研究SARS-CoV-2病毒的細(xì)胞和分子影響對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)一直是個(gè)挑戰(zhàn)，他們通常求助于模型生物來(lái)模擬人類(lèi)疾病，因?yàn)樾∈蟆⒋笫蠛驮S多其他動(dòng)物不會(huì)出現(xiàn)與人一樣的COVID-19癥狀。這就是為什么在COVID-19大流行開(kāi)始后不久，Joyce Chen實(shí)驗(yàn)室利用人類(lèi)干細(xì)胞來(lái)研究該病毒。

(資料圖片)

Joyce Chen實(shí)驗(yàn)室的新發(fā)現(xiàn)可以為預(yù)防或治療最危險(xiǎn)的病人的過(guò)程提供參考

正如之前《自然》雜志所報(bào)道的，Chen和她的同事將干細(xì)胞培育成正常的迷你肺和結(jié)腸，即肺和結(jié)腸器官，以探究SARS-CoV-2對(duì)這些器官的影響，并篩選治療病毒的藥物。

在新的研究中，研究人員首先分析了COVID-19患者的肺部活檢，發(fā)現(xiàn)他們的巨噬細(xì)胞水平特別高。為了更好地了解巨噬細(xì)胞在COVID-19感染期間的作用，Chen的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種方法，可以利用同一系人類(lèi)干細(xì)胞同時(shí)成為肺細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。它們產(chǎn)生于相同的初始干細(xì)胞這一事實(shí)對(duì)于防止免疫細(xì)胞攻擊肺細(xì)胞非常重要。這個(gè)模型系統(tǒng)提供了一個(gè)方法可以逐步解碼這三個(gè)組成部分--免疫系統(tǒng)、肺部和病毒--如何相互作用。

當(dāng)Chen的實(shí)驗(yàn)室用SARS-CoV-2感染干細(xì)胞衍生的肺部和巨噬細(xì)胞時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)并非所有巨噬細(xì)胞都以相同的方式回應(yīng)。其中一個(gè)亞群被稱(chēng)為M2巨噬細(xì)胞，在一個(gè)被稱(chēng)為吞噬的過(guò)程中，通過(guò)物理吞噬病毒和病毒感染的細(xì)胞來(lái)消除病毒，同時(shí)釋放出抗炎分子。

M1巨噬細(xì)胞的行為正好相反：這些細(xì)胞釋放了大量的炎癥化學(xué)信號(hào)，不僅可以對(duì)抗SARS-CoV-2，而且引起更廣泛的免疫反應(yīng)。這些相同的炎癥因子已被證明存在于有嚴(yán)重COVID-19癥狀的人的血液中。

Joyce Chen助理教授（此處與研究生Xu jingwen合作）在以前的研究中研究了SARS-CoV-2對(duì)肺部和結(jié)腸器官的影響

Chen說(shuō)："我們的結(jié)果表明，當(dāng)感染COVID-19時(shí)，肺部已經(jīng)有M1巨噬細(xì)胞被激活的人可能更有可能因病毒而發(fā)生非常嚴(yán)重的炎癥。老年人和患有某些疾病如高血壓或糖尿病的人--已經(jīng)知道他們?nèi)菀壮霈F(xiàn)更嚴(yán)重的COVID-19癥狀--可能有更高的M1巨噬細(xì)胞水平。"

她的團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，抗體--類(lèi)似于那些已經(jīng)在臨床上用于治療COVID-19的抗體--幫助M2巨噬細(xì)胞清除SARS-CoV-2病毒。還需要更多的工作來(lái)證明這些觀察是否在人類(lèi)中成立，但這些發(fā)現(xiàn)可能有助于在最危險(xiǎn)的病人中預(yù)防或治療嚴(yán)重的COVID-19。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在考慮下一個(gè)干細(xì)胞衍生器官實(shí)驗(yàn)。這個(gè)模型系統(tǒng)不僅有助于解碼COVID-19背后的分子機(jī)制，也有助于解碼其他傳染性疾病。

在未來(lái)，她的小組希望制造出更復(fù)雜的迷你器官，不僅包括肺和免疫細(xì)胞，還包括血管、神經(jīng)和其他支持細(xì)胞類(lèi)型。