新型肺炎病毒是怎樣被感染

加利福尼亞大學圣地亞哥分校醫(yī)學院的研究人員發(fā)現，SARS-CoV-2不能在沒有稱為硫酸乙酰肝素的碳水化合物的情況下抓住ACE2，該碳水化合物也存在于肺細胞表面，并作為病毒進入的共受體。

稱為ACE2的分子像門把手一樣位于肺內襯細胞的外表面。自2020年1月以來，研究人員已經知道，導致CO-VID-19的新型-冠狀病毒SARS-CoV-2主要使用ACE2進入這些細胞并建立呼吸道感染。尋找一種方法來鎖定病毒和門把手之間的相互作用作為治療感染的一種方法，已成為許多研究的目標。

“ ACE2只是故事的一部分，”加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學院細胞和分子醫(yī)學杰出教授，糖生物學研究與培訓中心聯合主任Jeffrey Esko博士說。“這不是全部。”

Esko的研究于2020年9月14日在Cell上發(fā)表，介紹了一種潛在的預防和治療CO-VID-19的新方法。

該小組展示了兩種方法，它們可以將SARS-CoV-2感染實驗室培養(yǎng)的人類細胞的能力降低約80%至90%：1)用酶去除硫酸乙酰肝素或2)使用肝素作為誘餌來誘使并結合冠狀病毒遠離人類細胞。肝素，一種硫酸乙酰肝素，已經被廣泛用于預防和治療血凝塊，這表明食品和藥物管理局批準的藥物可能會重新用于減少病毒感染。

埃斯科(Esko)的小組研究硫酸乙酰肝素及其在健康和疾病中的作用。他由訪問學者Thomas Mandel Clausen博士和博士后研究員Daniel Sandoval博士主持了這項研究。盡管Esko的實驗室不一定專注于病毒，但是Clausen以前曾研究過瘧原蟲如何與人體細胞上的相關碳水化合物相互作用，而Sandoval自從是一名本科生以來就對病毒感興趣-他仍緊跟-新的病毒學研究很有趣。

克勞森(Clausen)于2020年3月的一個星期五下午晚些時候累了，他承認推遲了實驗。相反，他仔細閱讀了有關SARS-CoV-2的-新研究。那時他遇到了一項初步研究，該研究表明冠狀病毒的刺突蛋白(該病毒用來抓住ACE2門把手的“手”)與另一種與硫酸乙酰肝素有關的碳水化合物之間存在相互作用。

克勞森說：“我跑去找丹尼爾，讓他看一下研究報告，當然，他已經在想同樣的事情了。”他也是丹麥哥本哈根大學的副教授。

一周之內，團隊就在實驗室測試了他們的理論。他們發(fā)現SARS-CoV-2穗蛋白與肝素結合。該小組還深入研究以發(fā)現與肝素相互作用的SARS-CoV-2刺突蛋白的確切部分-受體結合域。當肝素結合時，受體結合結構域打開并增加與ACE2的結合。他們發(fā)現，該病毒必須結合細胞表面的硫酸乙酰肝素和ACE2才能進入在實驗室培養(yǎng)皿中生長的人肺細胞內部。

建立了這種病毒進入機制后，研究人員接下來著手嘗試破壞它。他們發(fā)現，從細胞表面去除硫酸乙酰肝素的酶可以阻止SARS-CoV-2進入細胞。同樣，用肝素治療也可以阻止感染。即使研究人員去除了蛋白質的抗凝區(qū)域(負責預防血液凝塊的部分)，肝素治療仍以目前給予患者的劑量作為抗病毒-藥。

“這是我職業(yè)生涯中激動人心的時期之一-我們了解到的有關硫酸乙酰肝素的所有知識以及我們多年來開發(fā)的資源已經與來自多個機構的眾多專家迅速匯聚在一起。合作和分享想法，”埃斯科說。“如果這種流行病有一線希望，我希望科學界將繼續(xù)像這樣那樣迅速合作以解決其他問題。”

Esko說，這些發(fā)現還遠未轉化為對人的CO-VID-19治療。研究人員將需要在SARS-CoV-2感染的動物模型中測試肝素和硫酸乙酰肝素抑制劑。在一項相關研究中，加州大學圣地亞哥分校的科學家還正在探索人類微生物組(包括生活在體內和體內的細菌)在改變硫酸乙酰肝素中的作用，從而影響人對CO-VID-19的敏感性。