該研究的第一作者劉善祿說:“這基本上是一種地下傳輸形式。” “SARS-CoV-2 可以有效地從一個細(xì)胞傳播到另一個細(xì)胞,因?yàn)榛旧蠜]有來自宿主的傳播源。這是免疫的障礙。靶細(xì)胞成為供體細(xì)胞,并成為一波傳播,因?yàn)椴《究赡軣o法逆轉(zhuǎn)錄病毒研究中心的研究員。
劉和他的同事還發(fā)現(xiàn)了有關(guān)SARS-CoV-2 的其他細(xì)節(jié):其表面的刺突蛋白本身就可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間傳播,但病毒在靶細(xì)胞上的主要受體,刺突蛋白與- 結(jié)合,并不是必需的。小區(qū)到小區(qū)傳輸操作的組成部分。此外,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)病毒在細(xì)胞中傳播時,中和抗體對病毒的效果較差。
這項(xiàng)研究最近發(fā)表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》。
該研究的重點(diǎn)是將SARS-CoV-2 與2003 年SARS 爆發(fā)背后的冠狀病毒(稱為SARS-CoV)進(jìn)行比較。劉說,這些發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么第一次疫情爆發(fā)導(dǎo)致更高的死亡率并且只持續(xù)了八個月,而當(dāng)前的大流行即將超過兩年大關(guān),并且大多數(shù)病例都是無癥狀的。
比較表明,在2003 年引起SARS 的SARS-CoV 在所謂的無細(xì)胞傳播中比SARS-CoV-2 更有效,在無細(xì)胞傳播中,自由漂浮的病毒顆粒通過與目標(biāo)細(xì)胞表面的受體結(jié)合來感染目標(biāo)細(xì)胞- 但還仍然容易受到先前感染和疫苗產(chǎn)生的抗體的影響。另一方面,SARS-CoV-2 在細(xì)胞之間傳播更有效,使得抗體更難以中和。
這些病毒的不同效率首先在使用假病毒的實(shí)驗(yàn)中得到證明,假病毒是一種非感染性病毒核心,其表面裝飾有兩種冠狀病毒的刺突蛋白。
Liu 指出:“刺突蛋白對于SARS-CoV-2 和SARS-CoV 的細(xì)胞間傳播來說是必要且充分的,因?yàn)檫@些假病毒之間的唯一區(qū)別是刺突蛋白?!?
通過更深入的研究,研究人員發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2也比SARS-CoV更有能力啟動與靶細(xì)胞膜的融合,這是病毒進(jìn)入過程中的另一個關(guān)鍵步驟。這種更強(qiáng)的融合與病毒細(xì)胞間傳播的增強(qiáng)有關(guān)。
劉還發(fā)現(xiàn),矛盾的是,過多的細(xì)胞膜融合會導(dǎo)致細(xì)胞死亡,并實(shí)際上干擾細(xì)胞間的通訊。
然后,研究小組轉(zhuǎn)向了ACE2 受體的作用,ACE2 受體是細(xì)胞表面的一種蛋白質(zhì),是導(dǎo)致COVID-19 的病毒的進(jìn)入門戶。研究人員出乎意料地發(fā)現(xiàn),表面沒有或低水平ACE2 的細(xì)胞可以被病毒穿透,從而使細(xì)胞間的傳播變得強(qiáng)大。
“SARS-CoV-2 感染與ACE2 水平之間沒有完美的相關(guān)性,”劉說。 “最初的感染可能需要ACE2,但一旦感染建立,病毒可能不再需要ACE2,因?yàn)樗梢栽诩?xì)胞之間傳播?!?
最后,在針對真正的SARS-CoV-2 病毒測試人類COVID-19 患者血液樣本的實(shí)驗(yàn)中,研究人員確定該病毒可以通過細(xì)胞間傳播來逃避抗體反應(yīng),但在無細(xì)胞傳播模式下,抗體對病毒有效。
劉說:“我們能夠證明細(xì)胞間傳播對新冠病毒患者或接種疫苗的個體的抗體抑制不敏感?!?“隨著SARS-CoV-2 變體的不斷出現(xiàn),包括最近的Omicron,細(xì)胞間傳播不易受到抗體抑制的影響?!睂χ泻偷牡挚箍赡苁俏覀儜?yīng)該關(guān)心的,從這個意義上說,開發(fā)針對病毒感染其他步驟的有效抗病毒藥物至關(guān)重要。”
目前仍有許多未知因素,包括病毒從一個細(xì)胞傳播到另一個細(xì)胞的確切機(jī)制、這可能如何影響個體對病毒感染的反應(yīng),以及有效的細(xì)胞間傳播是否有助于新變種的出現(xiàn)和傳播。劉的實(shí)驗(yàn)室正在計(jì)劃使用真實(shí)病毒和人類肺細(xì)胞進(jìn)行更多研究,以進(jìn)一步探索這些問題。