Nature子刊：这种免疫细胞与COVID-19重症存在关联

芝加哥大学、广州市妇女儿童医疗中心和香港大学等机构的研究人员近日发现，人体内巨噬细胞的类型可能决定了他们在应对COVID-19时发生严重炎症的可能性。

　　

当病毒进入人体时，免疫系统中首先应战的是巨噬细胞，一组清除病原体的细胞。不过，巨噬细胞是多种多样的，它们并非以相同的方式攻击病毒。

芝加哥大学、广州市妇女儿童医疗中心和香港大学等机构的研究人员发现，人体内巨噬细胞的类型可能决定了他们在应对COVID-19时发生严重炎症的可能性。他们的研究成果发表在《Nature Communications》杂志上。芝加哥大学的助理教授Huanhuan Joyce Chen和广州市妇女儿童医疗中心/香港大学的连祺周教授为共同通讯作者。

“临床医生都知道，COVID-19引起的疾病严重程度差异很大，从轻微症状到严重症状。为什么有些人会患上非常严重的疾病，这一直是一个谜，”Huanhuan Joyce Chen说。“这是第一次有人将症状的变化与巨噬细胞联系起来。”

COVID-19感染的更好模型

研究SARS-CoV-2病毒的细胞和分子效应一直是研究人员面临的挑战，他们通常采用模式生物来模拟人类疾病，包括小鼠和大鼠等，但许多动物不会出现与人相同的COVID-19症状。因此，在COVID-19大流行发生后不久，Chen的团队就开始利用人类干细胞来研究这种病毒。

正如之前在《Nature》杂志上报道的，Chen及其同事将干细胞培育成有功能的微型肺和结肠（也就是肺和结肠类器官），以探索SARS-CoV-2对这些器官的影响，并筛选治疗病毒的药物。

在这项新的研究中，研究人员首先分析了COVID-19患者的肺活检样本，发现他们的巨噬细胞水平特别高。为了更好地理解巨噬细胞在COVID-19感染过程中的作用，Chen的团队又开发出一种方法，可利用同一种人类干细胞同时形成肺细胞和巨噬细胞。

这些细胞来源于相同的初始干细胞，这对于防止免疫细胞攻击肺细胞很重要。“这个模型系统提供了一个完美的方法，逐步解码三个组成部分——免疫系统、肺和病毒——是如何相互作用的，”Chen说。

一连串的炎症

当研究人员用SARS-CoV-2感染干细胞来源的肺细胞和巨噬细胞时，他们发现并非所有的巨噬细胞都以相同的方式作出反应。M2巨噬细胞通过物理吞噬病毒和被病毒感染的细胞，并释放抗炎分子，从而消除病毒。

M1巨噬细胞的行为方式则刚好相反：这些细胞释放大量炎症化学信号，不仅对抗SARS-CoV-2，还引起更广泛的免疫应答。这些炎症因子已被证明存在于COVID-19重症患者的血液中。

“我们的研究结果表明，在感染COVID-19时，肺部已激活M1巨噬细胞的人更有可能因病毒发展成非常严重的炎症，”Chen说。她补充说，老年人和有基础疾病（比如高血压和糖尿病）的人可能有较高水平的M1巨噬细胞，他们也的确更容易发展成重症。

研究团队还发现，抗体可帮助M2巨噬细胞清除SARS-CoV-2病毒。不过需要开展更多工作，以确定这些观察结果是否适用于人类，但这些发现也许能为COVID-19重症患者的预防或治疗提供信息。

未来，Chen的团队希望能够制造出更复杂的微型器官，不仅包括肺和免疫细胞，还包括血管、神经和其他支持细胞类型。

原文检索

Lian, Q., Zhang, K., Zhang, Z. et al. Differential effects of macrophage subtypes on SARS-CoV-2 infection in a human pluripotent stem cell-derived model. Nat Commun 13, 2028 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-29731-5