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中國科學家揭開德爾塔變異株超快傳播奧秘

發(fā)布時間:2021-12-28來源:青島市科技局點擊:返回列表

   雖然奧密克戎已來,但德爾塔仍是全球范圍內(nèi)占主導地位的毒株。從首次發(fā)現(xiàn)到以烈火燎原之勢席卷全球,德爾塔只用了幾個月。

 
  是什么給了德爾塔超快的傳播力?
 
  經(jīng)過3個多月的“追兇”,中國醫(yī)學科學院基礎醫(yī)學研究所黃波教授、醫(yī)學實驗動物研究所秦川教授等研究團隊最終“查明”了德爾塔究竟是怎樣實現(xiàn)超快傳播的。
 
  “我們發(fā)現(xiàn),德爾塔變異株能夠攻破抗炎型肺泡巨噬細胞的防御機制,通過增加氨基基團的數(shù)量,在相對較高的pH環(huán)境下,完成刺突蛋白質(zhì)子化,激活組織蛋白酶。組織蛋白酶通過切割病毒刺突蛋白,導致病毒顆粒的膜和內(nèi)吞小體的膜在接觸部位裂開,使得病毒RNA釋放到細胞漿中,進而實現(xiàn)病毒快速傳播。”12月21日,黃波告訴科技日報記者。
 
  相關研究成果在線發(fā)表于國際學術期刊《信號轉導與靶向治療》。
 
  新冠病毒德爾塔變異株因病毒載量高、傳播能力強、傳播速度快,出現(xiàn)以后迅速在全球肆虐,成為新冠肺炎疫情流行的主要毒株。
 
  “帶有T478K、P681R和L452R突變的德爾塔變異株是怎樣實現(xiàn)超快傳播的,以前我們十分不清楚。我們的研究揭開了德爾塔變異株超快傳播的奧秘。”黃波說道。
 
  要想弄明白德爾塔的傳播機制,還得從新冠病毒是怎樣感染人的說起。
 
  人體肺部的呼吸氣道在終末端出現(xiàn)膨脹,形成如氣球樣的結構,也就是肺泡。肺泡是氧氣和二氧化碳交換的場所,其表面有薄薄一層液體,以維持肺泡的伸張,避免其塌陷。人體吸入空氣時,不僅將氧氣吸至肺泡,同時不可避免地將空氣中潛在的細菌和病毒吸入至肺泡。
 
  為了防御這種病原菌的入侵,在肺泡表面的液體層定居著免疫細胞,特別是具有吞噬功能的巨噬細胞,其在液體層定居的免疫細胞中占比達95%以上,醫(yī)學上稱之為肺泡巨噬細胞。這些巨噬細胞可以吞噬吸入空氣中所包含的顆粒和微生物,維持肺泡的干凈。
 
  因此,一旦新冠病毒進入肺泡,肺泡巨噬細胞會立即將病毒顆粒吞噬,形成細胞膜包裹病毒顆粒的囊泡,即內(nèi)吞小體,進而與胞漿內(nèi)的溶酶體融合,從而將吞噬的生物體包括病毒完全降解。
 
  但是,新冠病毒能夠利用肺泡巨噬細胞的特定狀態(tài),從內(nèi)吞小體內(nèi)逃出,反過來利用巨噬細胞進行自我繁殖。
 
  對此,黃波解釋道,這是因為內(nèi)吞小體內(nèi)依賴低pH值的組織蛋白酶被激活,組織蛋白酶通過切割病毒刺突蛋白,導致病毒顆粒的膜和內(nèi)吞小體的膜在接觸部位裂開,使得病毒RNA釋放到細胞漿中。這樣,新冠病毒就可以實現(xiàn)快速增殖。
 
  肺泡巨噬細胞會朝促炎和抗炎兩個方向極化,促炎型內(nèi)吞小體pH值偏酸性,能夠促進組織蛋白酶激活;而抗炎型內(nèi)吞小體pH值偏堿性,能夠抑制組織蛋白酶激活。
 
  “少部分人群,其肺泡巨噬細胞偏向促炎型,則易被新冠病毒感染,且易發(fā)展為重癥,但是正常人的肺泡巨噬細胞偏向抗炎型,通常可以抑制組織蛋白酶激活,從而能夠較好地抵御新冠病毒的入侵,表現(xiàn)為不發(fā)病或輕微感染。”黃波指出。
 
  然而,黃波等人研究發(fā)現(xiàn),德爾塔變異株能夠攻破抗炎型肺泡巨噬細胞的防御機制。
 
  “德爾塔變異株主要是其刺突蛋白的多個氨基酸發(fā)生了改變,改變的規(guī)律都是增加了氨基基團。組織蛋白酶活性與內(nèi)吞小體內(nèi)pH值密切相關。”黃波說,低pH值可以激活組織蛋白酶,這個過程的本質(zhì)是病毒刺突蛋白的氨基更容易得到質(zhì)子,即氨基質(zhì)子化。
 
  而德爾塔變異株通過增加氨基基團的數(shù)量,在相對較高的pH下,即可完成刺突蛋白質(zhì)子化,從而能夠被組織蛋白酶切割,使得病毒RNA被釋放,從而實現(xiàn)快速傳播。
 
  黃波表示,這項研究有助于為開發(fā)小分子藥物提供靶點,作用肺泡巨噬細胞,阻斷德爾塔變異株病毒RNA從內(nèi)吞小體逸出,進而將病毒送入溶酶體完全降解,達到預防和病毒早期感染控制的效果。

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