参考消息网3月2日报道美国趣味科学网站近日刊发文章,题为《“培养皿中的鼻腔”模型揭示普通感冒为何有些人病情严重,有些人却能轻松康复》。全文摘编如下:
在感冒和流感高发季,鼻病毒作为普通感冒最常见的诱因,让许多人备受折磨,引发流鼻涕、咽喉痛、咳嗽等症状。对于部分人群而言,鼻病毒感染的情况还要严重得多。
例如,对于吸烟者和哮喘患者,鼻病毒可能导致危及生命的呼吸困难。即便是同一种鼻病毒变异株,在不同感染者身上,也可能造成截然不同的病情。
鼻腔细胞免疫反应不一
美国《细胞出版社·蓝》杂志发表的一项新研究表明,这种病情差异,源于受感染鼻腔组织内激活了不同的免疫程序。研究团队在培养皿中构建出人类鼻腔的微型模型,以研究细胞对感染的反应机制。
研究人员表示,这一发现为研发针对普通感冒的有效抗病毒药物迈出了关键一步。
最先受到普通感冒感染影响的,是鼻腔内的上皮细胞。当这些细胞检测到病毒感染时,它们会向先天免疫系统发出信号。该系统最先调动的“防御者”之一,是一种名为干扰素的分子。
尽管科学家知道干扰素在抗病毒过程中发挥着重要作用,但始终难以在细胞层面厘清其具体作用机制。
这项新研究由美国耶鲁大学检验医学与免疫生物学副教授埃伦·福克斯曼领导,采用单细胞核糖核酸(RNA)测序技术,该技术能揭示细胞中储存脱氧核糖核酸(DNA)的调控中心所传递的信息。研究团队以单个鼻上皮细胞为单位完成了此项分析。
福克斯曼团队在一种非常接近人类鼻腔内部环境的培养皿中培育了这些细胞。然后,他们让这些细胞感染了鼻病毒。
英国帝国理工学院的呼吸道免疫学家克莱尔·劳埃德表示,这两种技术相结合,让福克斯曼团队对鼻病毒作用于鼻细胞的机制有了全新的认知。
劳埃德在接受采访时表示:“这项研究的优势,在于将多细胞类器官(即“培养皿中的鼻腔”模型),与这些灵敏度和特异性更优的技术相结合,让我们能够观察到纤毛细胞和黏液分泌细胞的受影响机制。”纤毛细胞(带有微小的毛发状突起)和黏液分泌细胞均分布于鼻腔内壁。
福克斯曼团队的最初观察显示,即便脱离人体,这些鼻腔细胞依然具备出色的抗鼻病毒能力。
福克斯曼表示:“在免疫反应正常的情况下,仅有约1%的细胞会被病毒感染,且数天内感染开始消退。”但当研究团队用药物抑制这些细胞的干扰素信号传导后,细胞原本坚固的防御体系便开始瓦解。
在干扰素信号被抑制的情况下,超过30%的细胞会被病毒感染,免疫反应也会变得异常强烈。以细胞因子为代表的促炎分子水平急剧上升,黏液蛋白的分泌量也显著增加。
研究发现,在干扰素缺失的情况下,核因子κB成为这场过度免疫反应的核心调控因子。这种失控的免疫反应,与易感人群感染鼻病毒后出现严重并发症的反应特征高度相似。
或能开辟抗病毒新路径
劳埃德表示,若有人感染鼻病毒后病情危重,可能说明其干扰素的合成存在异常。她还表示:“部分人群存在干扰素生成相关的基因缺陷,这可能会影响其干扰素免疫应答的强度。”
此类实验室研究是治疗常见病毒感染的关键环节,但劳埃德同时提醒,针对免疫反应研发的抗病毒药物,必须在作用效果上实现精准平衡。
劳埃德说:“免疫系统的运作机制极为复杂微妙。如果彻底抑制核因子κB的作用,那么各类细胞因子和趋化因子的生成都会受到阻碍,整个炎症反应也会被抑制。”尽管炎症反应失控时会对身体造成损伤,但要有效对抗感染,人体仍需要一定程度的炎症反应。
福克斯曼团队在细胞模型上测试了多款抗病毒药物,其中包括一款名为芦平曲韦的实验性药物。至少在实验室细胞模型中,该药物在抑制过度免疫反应方面效果显著。此前,在针对鼻病毒感染的人体临床试验中,芦平曲韦未能展现出明显的抗病毒效果。但研究人员认为,这款药物或可迎来新的应用场景,用于缓解慢性阻塞性肺疾病患者等易感人群对病毒产生的过度免疫反应。
美国埃默里疫苗中心的梅胡尔·苏塔尔表示,针对病毒本身的靶向药物,比作用于免疫反应调控因子的药物精准度更高。举例而言,芦平曲韦的药物作用靶点,正是病毒蛋白。
鼻病毒始终是人类难以摆脱的“顽疾”,原因在于它们能针对治疗手段快速进化,进而获得耐药性。唯有厘清感冒引发病痛的深层机制,人类才能找到攻克这一难题的有效方法。
苏塔尔说:“这显然极具挑战性,否则我们早已拥有应对各类病毒的特效药了。”(编译/邬眉)