嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

随着新冠疫情在国内逐步平复,人们对公共场合佩戴口罩的坚持开始渐渐放松——毕竟夏日炎炎,出门戴口罩实在难受。然而最近,不少城市又出现了零星的新增案例,长久和持续的日常的防护仍然很有必要。近日,约翰·霍普斯金大学(Jonh Hopkins University)的研究人员公布了最新的研究成果,再一次提醒大家佩戴口罩的必要性。

 

冠状病毒的外壳有许多尖刺,这些尖刺能够牢牢地“”宿主细胞的外膜。约翰·霍普金斯大学医学院的研究人员在对一些人类细胞样本进行实验后,得出一个结论:新冠病毒SARS-CoV-2用来“钩住”并感染细胞的细胞的“钩子”在鼻腔内“钩住”嗅觉上皮细胞的概率比“钩住”鼻腔内其他细胞(包括那些通向肺部的气管细胞)要高出700倍 这些嗅觉上皮细胞分布在鼻腔的上部,掌控着我们对气味的感知。这一研究发表在2020819日的European Respiratory Journal上。

根据欧洲的一项多中心调查显示,COVID-19患者最开始普遍存在嗅觉障碍。由于这种症状通常被人忽视,因此该患者群体可能会持续传播病毒约翰·霍普金斯大学医学院耳鼻咽喉及颅底外科主任安德鲁·莱恩(Andrew Lane)说:“在没有其他鼻部病症的情况下,COVID-19患者总是伴随着嗅觉的丧失。这次我们的研究结果对这种情况出现的原因作出了合理的解释。更重要的是,我们为临床治疗方法的选择上提供了一个更为明确的方向,或许会推动找到局部抗病毒药物最佳靶点的进程。”

 

冠状病毒可以利用其外壳的 “钩子”锁定在血管紧张素转换酶2受体ACE2)上。ACE2被认为是SARS冠状病毒以及此次新冠病毒SARS-CoV-2的基本受体。ACE2广泛分布在人体各处,不过由于新冠病毒重要传播途径之一是空气传播,因此研究鼻腔中的ACE2分布尤为重要。

 

在这项研究中,莱恩实验室的研究员Mengfei Chen博士及其团队进行了免疫组织学分析,以确定人鼻和气管标本中ACE2蛋白的位置。实验中,他们获取了19位患有慢性鼻窦炎(或鼻组织发炎,共同特征为嗅觉缺失)的成年人的鼻腔组织样本,以及来自因非鼻窦炎问题进行鼻腔手术的四个人的鼻腔组织样本,并将两组标本的ACE2水平进行对照;此外研究人员还研究了7个因气管异常而接受手术的患者的气管组织样本。研究人员在实验中使用一种称为共聚焦显微镜的高分辨率成像技术来生成非常清晰的鼻腔和气管气道细胞的图像;实验中使用荧光染料鉴定ACE2受体。

 

这项研究未对儿童的嗅觉细胞进行检测,原因是儿童的ACE2水平较低,这也是为什么感染新冠肺炎儿童一般为轻症。此外,研究参与者在取得组织细胞时均没有受到新冠感染。

 

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

图1

 

实验首先确认了在4个不存在嗅觉缺失的对照组和9个慢性鼻窦炎患者组中,嗅觉上皮细胞中的ACE2分布数量上没有明显差异(图1)。

 

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

图2

 

然后研究人员统计了7个气管组织和13个鼻腔组织(同时含有呼吸道和嗅觉上皮细胞)样品中ACE2的分布(图2),结果显示:在13例鼻腔嗅觉上皮细胞中均检测到大量ACE2

 

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

图3

接下来研究人员量化了鼻窦炎患者的呼吸和嗅觉上皮细胞中ACE2的荧光强度(图3),并观察到其在嗅觉上皮细胞中极高的荧光强度,为呼吸上皮细胞的200-700倍。 这显示了ACE2与嗅觉上皮细胞显示了很强的相关性,所以研究人员认为这些细胞的感染可能是某些新冠肺炎患者出现嗅觉丧失的原因。

 

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

4为呼吸道粘膜区域的图像(从左到右:呼吸上皮细胞、过渡区、嗅觉上皮细胞)。在共焦显微镜在平铺扫描模式下获得了PGP9.5ACE2共染色图像。红色为ACE2受体。电镜图像直观地佐证了:与呼吸上皮细胞相比,嗅觉上皮细胞中有更高水平的ACE2。

 

实验结果整体显示,在人的鼻腔和呼吸道中,ACE2主要分布于嗅觉上皮细胞中。研究人员表示,根据此次试验结果,鼻腔的嗅觉感知区域特别容易受到病毒感染,即使没有其他症状,这个部位也可能已经受到病毒感染,并且同样具有传染性。因此,他们敦促人们正确佩戴口罩,避免鼻腔遭受病毒侵袭。

 

鼻腔的嗅觉细胞可能是新冠病毒的关键切入点,未来研究人员可能会利用这一点进行局部抗病毒药物的开发或利用其他疗法直接靶向该细胞。但在此之前,我们还是需要戴好口罩,做好个人防护

 

截至2020年8月23日,根据WHO统计,全球COVID-19确诊2,3025,622人,死亡800,420人。

 

嗅觉上皮细胞:带你感知香味,也可能是新冠病毒的突破口

参考资料:

1、https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/study-adds-to-evidence-that-odor-sensing-cells-in-the-nose-are-the-key-entry-point-for-sars-cov-2

2、https://erj.ersjournals.com/content/early/2020/07/23/13993003.01948-2020#abstract-2

3、https://covid19.who.int/

 

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