纽约-两份新的组织图谱指出了SARS-CoV-2如何影响肺部并可能导致死亡。
根据约翰·霍普金斯大学冠状病毒资源的数据，SARS-CoV-2已导致全球近1.5亿例COVID-19病例，超过300万人死亡。大约15%的SARS-CoV-2感染者会发展成以急性呼吸窘迫综合征为标志的严重疾病，这也可能导致死亡。
发表在自然在美国，研究人员生成了组织图谱，以检查单细胞(尤其是肺部细胞)如何受到SARS-CoV-2感染的影响。他们报告说，严重的COVID-19会导致炎症增加、肺细胞再生失败和肺纤维化水平更高。
哥伦比亚大学欧文医学中心的医学助理教授、其中一篇论文的资深作者本杰明·伊扎尔在一份声明中说:“这是一种毁灭性的疾病，但我们对COVID-19肺部的了解是确定潜在靶点和阻断该疾病一些恶性循环的治疗方法的第一步。”
伊扎尔哥伦比亚大学领导的团队和另一个哈佛大学领导的团队都使用死于COVID-19的人的样本生成了组织图谱。哥伦比亚大学的队列包括19名患者，哈佛大学的队列包括17名患者。哥伦比亚大学的研究进一步包括了流感或肺炎等其他呼吸系统疾病患者进行比较，而哈佛大学的研究则采用了心脏、肾脏和肝脏等其他器官的组织样本。在这两项研究中，组织样本都进行了单细胞或单核测序，并被注释为细胞类型。
这两份图谱都揭示了新冠肺炎感染肺和正常肺细胞之间的差异。
在他们的论文中伊扎尔和他的同事注意到，COVID-19患者的肺样本含有大量骨髓细胞，特别是肺泡巨噬细胞和单核细胞来源的巨噬细胞，但t细胞反应受损。这些来自COVID-19患者的巨噬细胞产生的IL-1β水平高于其他呼吸系统疾病患者或对照组。
与此同时，现在在基因泰克工作的哈佛大学的Aviv Regev和她的同事在他们的研究中在COVID-19患者中，参与气体交换的肺泡I型细胞(AT1)和II型细胞(AT2)都丢失了。随着AT1细胞死亡，他们发现AT2细胞试图将自己转化为缺失的AT1细胞，但这一过程失败了，使细胞处于中间状态。将肺内基底样祖细胞转化为AT1细胞的类似努力也未能实现。研究人员指出，由于受损而失去的细胞无法再生，这可能导致了患者的肺衰竭。
支持这一发现的是，伊扎尔和他的团队同样报告了COVID-19患者中AT2细胞向AT1细胞的不完全转变，并指出IL-1β在阻止这种转变的发生中发挥了作用。伊扎尔说，已经有靶向IL-1β的药物。
他们还注意到，从COVID-19患者的样本中，成纤维细胞，特别是CTHRC1+细胞的增加，进而导致肺纤维化和肺瘢痕。伊扎尔和他的同事还发现，针对STAT信号的治疗可以帮助改善这些成纤维细胞的一些影响。
此外，哈佛大学的雷格夫和她的团队在其他组织的细胞中发现了其他变化，特别是发现了影响心脏组织的损伤。
当他们进一步将他们的分析与此前一项关于COVID-19的全基因组关联研究的结果结合起来时，他们发现其中一些基因——如FOXP4、CCR1和CCRL2——在关键组织和细胞中高度表达，包括肺和AT1和AT2细胞。该研究将27个基因与严重的COVID-19联系起来。
研究人员希望这些地图集可以为进一步研究COVID-19提供动力。“我们创建了一个基础资源，供其他研究人员在未来提出特定问题时使用，”哈佛大学研究报告的资深合著者、布罗德学院的科学家奥瑞特·罗森(Orit Rozenblatt-Rosen)在一份声明中说，他现在也在基因技术公司工作。“希望我们的研究结果能让人们找到更好的COVID-19疗法。”