甲型流感和呼吸道合胞病毒触发细胞反应,阻断呼吸道中严重急性呼吸综合征冠状病毒2感染

Influenza A and Respiratory Syncytial Virus Trigger a Cellular Response That Blocks Severe Acute Respiratory Syndrome Virus 2 Infection in the Respiratory Tract

作者信息Kieran Dee, Verena Schultz, Joanne Haney, Laura A Bissett, Callum Magill, Pablo R Murcia
PMID36550077
发布时间2023-06-15
DOI10.1093/infdis/jiac494

实验完整度

研究包含体外气液界面培养模型,检测病毒复制动力学、组织病理、病毒传播和先天免疫反应,并使用BX795进行功能验证,以及不同感染时序的验证。

主要模型

人支气管上皮细胞气液界面培养 SARS-CoV-2/IAV共感染模型 SARS-CoV-2/RSV共感染模型

重点核对

感染剂量:104感染单位/培养物 共感染方式:同时共感染或间隔24/72小时顺序感染 BX795浓度:6 μM 病毒滴定时间点:0、24、48、72、96小时(部分至120、144、168、192小时) 检测指标:病毒滴度、组织病理学、病毒抗原分布、ISG表达

摘要

背景:多种病毒共同传播并导致呼吸道疾病负担。病毒-病毒相互作用可降低感染易感性,这种干扰可能具有流行病学影响。由于人类通常暴露于共同传播的呼吸道病毒群落中,实验性共感染研究对于理解多病原体系统的疾病机制是必要的。我们旨在表征呼吸道内严重急性呼吸综合征病毒2(SARS-CoV-2)与两种主要呼吸道病毒:甲型流感病毒(IAV)和呼吸道合胞病毒(RSV)之间的相互作用。方法:我们在人支气管上皮细胞培养物中进行了SARS-CoV-2与IAV或RSV的单次感染和共感染。我们将显微镜检查与在存在或不存在先天免疫抑制剂的情况下病毒复制的定量相结合,以确定病毒诱导的病理、病毒传播和病毒复制的变化。结果:SARS-CoV-2复制被IAV和RSV抑制。这种抑制依赖于功能性抗病毒反应,抑制水平与继发性病毒感染的时间成正比。结论:与其他呼吸道病毒的感染可能为SARS-CoV-2提供短暂的抵抗力。因此,可以预期在IAV和RSV高流行期间,2019冠状病毒病(COVID-19)的发病率可能会下降。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
IAV或RSV与SARS-CoV-2共感染时,是否会影响SARS-CoV-2的复制和传播,其机制如何?
核心机制
IAV或RSV感染触发先天免疫反应,通过干扰素刺激基因(ISGs)的表达抑制SARS-CoV-2复制。
主要证据
在ALI培养的HBECs中,SARS-CoV-2与IAV或RSV同时共感染时,SARS-CoV-2复制显著降低;使用BX795抑制先天免疫反应后,SARS-CoV-2复制恢复。
研究意义
研究表明其他呼吸道病毒的感染可能为SARS-CoV-2提供短暂抵抗力,提示在IAV和RSV高流行期COVID-19发病率可能下降。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

单感染与共感染的细胞病理学比较

评估SARS-CoV-2与IAV或RSV共感染是否加重上皮细胞病理变化

对ALI培养的HBECs进行单感染或同时共感染,在不同时间点固定、包埋、切片,进行H&E染色,观察细胞形态和数量变化。

2

病毒复制动力学检测

定量检测单感染和共感染中SARS-CoV-2、IAV和RSV的复制水平

收集顶洗液,通过空斑或病灶形成实验滴定病毒滴度。

3

病毒传播分析

观察共感染中SARS-CoV-2在组织内的传播是否减少

对固定切片进行免疫荧光染色,检测SARS-CoV-2 N蛋白、IAV NP、RSV F蛋白,观察阳性细胞分布。

4

先天免疫反应评估

比较单感染和共感染中ISG表达水平,确定干扰素的激活程度

对切片进行免疫组化染色,检测MxA、IFITM3和ISG15的表达,并对染色强度进行定量。

5

先天免疫抑制验证

验证先天免疫反应是否介导SARS-CoV-2复制抑制

在共感染前用BX795预处理培养物,然后检测病毒滴度和病理变化。

6

感染时序对抑制的影响

探究原发感染与继发感染之间的时间间隔对SARS-CoV-2抑制程度的影响

先感染SARS-CoV-2,然后在不同时间点(24或72小时后)加入IAV或RSV,检测SARS-CoV-2滴度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Pneumacult-ALI培养基----
BX795----
DMEM培养基----
AvicelFMC BioPolymer--
TPCK处理的胰蛋白酶SigmaT4376
抗MxA抗体(克隆M143)----
抗IFITM3抗体Proteintech11714-1-AP
抗ISG15抗体Proteintech15981-1-AP
抗SARS-CoV-2 N蛋白抗体----
抗RSV核蛋白抗体Abcam22501
抗RSV融合蛋白抗体Abcamab94968
二抗----
EVOSM5000显微镜Thermo Fisher--
Leica Aperio Versa 8玻片扫描仪Leica--
Zeiss LSM 710共聚焦显微镜Zeiss--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
人支气管上皮细胞(HBEC)的来源和培养条件(包括气液界面培养方法),具体培养条件需参照文献引用。
阅读提示:Methods部分“Viruses and Cells”
病毒感染
病毒感染剂量为10^4感染单位/培养物,共感染方式(同时或顺序),感染时间点。
阅读提示:Methods部分“Viruses and Cells”和“Virus Titrations”
先天免疫抑制
BX795使用浓度(6 μM)及预处理时间(18小时前)。
阅读提示:Methods部分“Viruses and Cells”
病毒滴定
滴定方法(病灶形成或空斑实验)、细胞系(Vero 6F5或MDCK-SIAT)、培养时间、染色和计数方法。
阅读提示:Methods部分“Virus Titrations”
病理学分析
固定、包埋、切片、染色(H&E或免疫组化)的具体步骤,包括抗体稀释度、抗原修复条件等。
阅读提示:Methods部分“Hematoxylin and Eosin Staining and Immunostaining”
图像分析
细胞计数和IHC定量所使用的软件和参数(Halo和Aperio)。
阅读提示:Methods部分“Image Analyses”