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，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。“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感染實驗室培養(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。他由訪問學(xué)者Thomas Mandel Clausen博士和博士后研究員Daniel Sandoval博士主持了這項研究。盡管Esko的實驗室不一定專注于病毒，但是Clausen以前曾研究過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就對病毒感興趣-他仍緊跟-新的病毒學(xué)研究很有趣。

克勞森(Clausen)于2020年3月的一個星期五下午晚些時候累了，他承認(rèn)推遲了實驗。相反，他仔細(xì)閱讀了有關(guān)SARS-CoV-2的-新研究。那時他遇到了一項初步研究，該研究表明冠狀病毒的刺突蛋白(該病毒用來抓住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：“我跑去找丹尼爾，讓他看一下研究報告，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)隊就在實驗室測試了他們的理論。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，受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域打開并增加與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)入在實驗室培養(yǎng)皿中生長的人肺細(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)生涯中激動人心的時期之一-我們了解到的有關(guān)硫酸乙酰肝素的所有知識以及我們多年來開發(fā)的資源已經(jīng)與來自多個機(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。“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題。”

Esko說，這些發(fā)現(xiàn)還遠(yuǎn)未轉(zhuǎn)化為對人的CO-VID-19治療。研究人員將需要在SARS-CoV-2感染的動物模型中測試肝素和硫酸乙酰肝素抑制劑。在一項相關(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CO-VID-19的敏感性。