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神经系统或导致SARS-CoV-2在肺部迅速传播

生物谷
2020-06-30 · 14:00
[ 欧亿3导读 ] 随着全球新冠肺炎病例超过1000万,科学家们正在世界各地竞相寻找抗击新冠肺炎症状的方法。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员最近确定了一种应对肺部疾病加速的潜在策略。

文章来源于:,作者:生物谷

随着全球新冠肺炎病例超过1000万,科学家们正在世界各地竞相寻找抗击新冠肺炎症状的方法。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员最近确定了一种应对肺部疾病加速的潜在策略。

来自高级疼痛研究中心(Center for Advanced Pain Studies,CAPS)的14名科学家参与了一个项目,以确定与SARS-CoV-2相关的肺部问题是否源于神经系统。SARS-CoV-2是一种冠状病毒,可导致COVID-19

他们近日在线发表在《大脑、行为和免疫》(Brain, Behavior, and Immunity)杂志上的研究发现,免疫系统和肺部神经之间的相互作用可能导致COVID-19患者病情迅速恶化。其中一些相互作用可能会被现有的药物抵消,他们说。

人们普遍认为,严重的COVID-19病例可能有一种主要的炎症成分,似乎开始于肺部,然后影响身体的其他部位。CAPS团队分析了来自中国患者的公开数据,将这一过程作为神经源性炎症的潜在案例进行了研究,在这种情况下,免疫系统和神经系统相互作用形成恶性循环,导致炎症失控。

"大多数人,甚至是生物医学研究人员,都没有充分认识到神经系统与身体每个器官之间的相互作用有多大,"该研究的通讯作者、CAPS主管Ted Price博士说。"当你患病时,免疫系统和神经系统相互作用的方式对疾病的结果非常重要。我们越了解这一点,就越能确保病人不会病得很重到住进ICU、靠呼吸机呼吸。"

细胞因子风暴

Eugene McDermott神经科学教授Price解释说,COVID-19病情严重的患者主要患有急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)。

Price说:"这些人不能从呼吸中获得足够的空气,使血液中充满氧气,这使他们非常虚弱。一些需要呼吸器;有些人因此而死。"

今年3月,当Price开始这项研究时,关于这种疾病的知识还很匮乏。但是有人指出ARDS患者经历了所谓的"细胞因子风暴",身体迅速释放太多的免疫系统产生的细胞因子。

BBS助理教授、这项研究的合着者Michael Burton博士说,这些相互作用的多样性直到最近才被了解。

"神经免疫学的主流思想曾经是免疫细胞向感觉神经元发出信号来影响行为," Burton说,他的研究重点是免疫系统和神经系统如何相互作用。最近的研究表明,反过来的情况也会发生:感觉神经元与免疫细胞通信,以控制免疫反应。病原体还可以直接与感觉神经元相互作用,以达到自己的目的,比如结核病如何与感觉神经元结合,从而引发咳嗽,从而传播和生存。"

Burton说,这可能是导致ARDS的COVID-19免疫反应的关键背景。

他说:"许多疗法都是通过针对免疫细胞本身来抑制细胞因子风暴。但来自我们研究的证据显示,它与神经元、免疫细胞和肺部其他细胞的相互作用,可能提供一种新的靶向治疗策略。"

关键蛋白

BBS研究科学家Pradipta Ray博士是该论文的第一作者,他指导创建一种计算方法来检查这些神经细胞和免疫细胞是如何反应的。

Price说:"我们已经对中国COVID-19重症患者的背根神经节(支配肺部的外周神经细胞)和肺部免疫细胞进行了分子图谱分析。由于科学家已经发表了一篇论文,这些图谱已经公开。由此,我们将这两种情况合并起来,以研究免疫细胞和神经细胞是如何相互作用的,从而创造出我们所说的相互作用体。结果非常有趣。"

除了预期的免疫细胞释放大量细胞因子直接与神经元相互作用之外,一种特殊蛋白质的存在也引起了研究团队的注意。

"肺部免疫细胞中NMDA (N-甲基-D-天门冬氨酸)受体显着增加,这与你在其他疾病中看到的非常不同,"Price说。"这表明,可能那里的神经元可以通过谷氨酸与免疫细胞沟通,而谷氨酸是NMDA受体的神经递质。打断这种互动可能会减少破坏性的影响。"

NMDA受体的参与是重要的,因为已经有药物可以阻止它们。

研究人员说,有机会对正在开发或现有的类风湿性关节炎药物进行临床试验,以治疗高危或严重的COVID-19病例。

Price说:"已经有了NMDA受体的拮抗剂,所以我们有了一些可能阻断这种神经源性炎症的目标。然而,这些药物可能需要联合使用来进行治疗,因为根本原因不只是一个简单的分子,而是整个宿主。"

尽管研究人员证实,神经免疫反应是COVID-19最严重病例可能失控的一种方式,但Price敦促人们保持谨慎,并说需要进行更多研究,以确定他们的观点是否可能对患者有所帮助。

"我们的研究表明,在理论上,神经免疫过程可能发挥巨大的作用,我们展示了它是如何发挥作用的。但是我们仍然不知道神经源性炎症会在多大程度上导致这种疾病。关于COVID-19的科学进展如此之快;我们对这种疾病了解得很快。我很有信心,我们很快就会知道我们的工作是否会产生影响。" (生物谷Bioon.com)

参考资料:

Pain researchers may know why COVID-19 spreads quickly in patients' lungs

Pradipta R. Ray et al. A pharmacological interactome between COVID-19 patient samples and human sensory neurons reveals potential drivers of neurogenic pulmonary dysfunction, Brain, Behavior, and Immunity (2020). DOI: 10.1016/j.bbi.2020.05.078

The brain may be a new therapeutic target for improving breathing following lung injury in COVID-19

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