最新发现!复旦大学蓝斐课题组揭示 2019-nCoV 感染可能导致肝损伤!

   2020-02-07
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2020 年 2 月 4 日,复旦大学蓝斐课题组在预印本 biorxiv  在线发表题为《Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection》的研究论文,作者对健康肝脏组织中血管紧张素转换酶 2 (ACE2)  的细胞类型特异性表达情况进行了评估。

研究结果表明,2019-nCoV 病毒可能直接与 ACE2 阳性胆管细胞结合,SARS 和 2019-nCoV 患者的肝异常可能不是由于肝细胞损伤,而是胆管细胞功能障碍和其他原因,例如药物诱导和全身性炎症反应引起的。

因此应在 2019-nCoV 患者住院期间和治愈后不久进行肝功能检查及特殊护理。

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图片来源:bioRxiv

自 2019 年 12 月以来,新鉴定出的冠状病毒 2019-nCoV 对公共健康构成了重大威胁。

2019 年 12 月,在中国湖北省武汉市发现了一种新型冠状病毒,被世界卫生组织命名为 2019-nCoV。该新型冠状病毒是从武汉华南海鲜市场流行的肺炎患者气道上皮细胞中分离到的。

在短短 2 个月内,2019-nCoV 从武汉迅速传播到中国所有省份,以及全球 20 多个国家。

不幸的是,在没有临床批准的有效药物的情况下,感染患者和死亡人数仍在迅速增长。

2019-nCoV 与严重急性呼吸综合征冠状病毒 (SARS-CoV)  密切相关,被认为与 SARS 具有相同的受体即血管紧张素转换酶 2 (ACE2),ACE2 在介导 2019-nCoV 感染中的作用已经得到证实。

除呼吸系统外,大量 SARS 和 2019-nCoV 患者还表现出各种程度的肝损害迹象。

肝脏是脊椎动物体内最大的器官之一,它经常暴露于饮食来源的抗原、病毒和具有潜在炎症作用的细菌代谢物。肝脏损伤可由多种因素引起,如接触毒素、过量饮酒、胆道梗阻和病毒感染。

最近的一项流行病学研究显示,在 99 名首次感染 2019-nCoV 的患者中,有 43 人存在不同程度的肝功能异常,丙氨酸转氨酶 (ALT)  或天冬氨酸转氨酶 (AST)  高于正常范围,其中 1 例出现了严重肝功能损害 (ALT 7590U/L,AST 1445U/L)。

但是目前尚不清楚 2019-nCoV 患者的肝损伤是由肝细胞的病毒感染直接引起的,还是由药物毒性引起的。

单细胞技术的发展使得对特定组织中所有细胞类型的无偏见分析达到了前所未有的准确度。

为了探讨 2019-nCoV 患者肝损伤的可能原因,作者使用已发表的肝细胞图谱数据和内部生成的独立未发表数据来评估 ACE2 基因在健康肝脏中所有细胞类型中的表达。

主要结果

作者首先分析了一些已发表的数据集,其中包含 9 例结直肠患者正常肝脏样本的 scRNA-seq 数据,发现 ACE2 在胆管细胞和肝细胞中特异表达,但相对较少。相反,ACE2 在免疫细胞和基质细胞中未见表达。

为证实这些结果,作者进一步分析了 4 名健康捐赠者的 scRNA-seq 数据,这些数据来源于 11550 个细胞(16 种细胞类型),包括 4 例患者的实质细胞亚群和多个非实质细胞亚群。

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上图:肝细胞的单细胞分析图谱;下图:健康人肝脏单细胞分析
图片来源:bioRxiv

作者发现 ACE2 在大部分胆管细胞 (59.7% 的细胞)  中大量显著表达。但 ACE2 在肝细胞中的低表达 (2.6%),平均表达水平比在胆管细胞群体中的表达水平低 20 倍。

值得注意的是,ACE 在胆管细胞中的表达水平与肺泡Ⅱ型细胞相当,后者是 SARS 和 2019-nCoV 在肺内的主要靶细胞类型。

因此,ACE2 在胆管细胞中的表达可能是以 ACE2 为宿主细胞受体的病毒感染和直接损伤胆管的潜在机制。

讨论

基于 scRNA-seq 数据,作者鉴定了 ACE2 在正常人肝脏和结直肠癌患者正常肝脏中的胆管特异性表达谱。

由于 ACE2 能够介导 2019-nCoV 和 SARS 的感染,其表达模式揭示了 2019-nCoV 和 SARS 直接感染胆管细胞的可能性。

然而,作者的发现表明,肝细胞可能不是这些病毒基于 ACE2 的靶标。

因此,作者推测 2019n-CoV 感染患者的肝损害可能不是由肝细胞病毒感染直接引起的。

胆管细胞是多功能的,在肝脏再生和免疫反应中起着关键作用。因此,2019-nCoV 对胆管细胞的潜在损伤可能会对肝脏造成深远影响。

作者的研究结果还表明,2019-nCoV 患者的肝脏异常可能是由治疗中使用的药物或肺炎引起的全身炎症反应引起的。

这项研究证明了单细胞分析的高分辨率及高敏感性,并促进了对 2019-nCoV 感染患者肝功能障碍机制的理解。

这些信息提示医护人员关注 2019-nCoV 患者的肝脏反应,特别是与胆管细胞功能有关的反应。


作者:August
文章来源:微信公众号「丁香学术」
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编辑: z翟某某    来源:丁香学术

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