甲型流感病毒血行播散导致组织驻留细胞损伤在病毒性脓毒症中的作用机制研究

本研究针对病毒性脓毒症(VS)与细菌性脓毒症(BS)的病理差异，通过建立PR8/H1N1流感病毒和肺炎链球菌(Spn)小鼠模型，结合单细胞测序技术(scRNA-seq)揭示：流感病毒可通过血流播散短暂感染肝脾，引起选择性器官功能障碍；肺部和肝脏组织中肺泡巨噬细胞(AM)、上皮细胞(EP)等驻留细胞比例显著下降，伴随PANoptosis通路持续激活及屏障功能基因下调。该研究为VS的靶向治疗提供了新思路。

　　

病毒性脓毒症(Viral Sepsis, VS)作为严重呼吸道病毒感染的主要致死原因，其病理机制长期存在认知空白。尽管已知细胞因子风暴在脓毒症中起关键作用，但临床观察发现：与细菌性脓毒症(Bacterial Sepsis, BS)导致的多器官衰竭不同，流感等呼吸道病毒更易引发肺部严重损伤，而肝、心等器官功能障碍存在明显差异。这种选择性器官损伤是否与病毒直接感染相关？系统性炎症与病毒播散如何协同作用？这些问题成为领域内亟待解决的科学难题。

中国医学科学院的研究团队在《eBioMedicine》发表的重要研究中，通过构建PR8/H1N1流感病毒VS模型和肺炎链球菌(Spn)BS模型，结合动态单细胞转录组分析，首次系统阐释了甲型流感病毒通过血行播散导致组织特异性感染的分子机制。研究采用的关键技术包括：建立生存型(VSS)和致死型(VSL)流感小鼠模型；病毒分离培养与qRT-PCR检测病毒载量；流式细胞术分析免疫细胞亚群；以及肺/肝组织的单细胞RNA测序(scRNA-seq)和生物信息学分析。

研究结果

Establishment of models for respiratory viral sepsis and bacterial sepsis
通过鼻腔接种10³ PFU（生存组）和10⁵ PFU（致死组）PR8病毒建立VS模型，2×10⁶ CFU Spn建立BS模型。血清细胞因子检测显示VS致死组IL-6持续高表达，而BS组IL-1β/IL-10更显著。生化指标揭示VS组选择性肝损伤（ALT升高），BS组则出现心（CK-MB）、肾（CREA）等多器官功能障碍。

Dispersion of the virus to extrapulmonary organs through bloodstream
qRT-PCR和噬斑试验证实活病毒存在于血液及肝脾组织，免疫荧光显示肝脏细胞核衣壳蛋白(NP)表达。病毒主要富集于血小板和血细胞组分，通过尾静脉注射模型证实病毒可短暂定植于肝脾。GNE基因（唾液酸合成限速酶）敲除实验显示，降低肝细胞病毒感染可缓解肝功能异常。

Monocyte-derived macrophage recruitment at early stage and T cell proliferation at late stage in the lungs are prominent features in VS
scRNA-seq发现VS组肺部单核源性巨噬细胞(Ma)比例显著增加（30% vs 对照<5%），伴随肺泡巨噬细胞(AM)、上皮细胞(EP)等驻留细胞减少。病毒基因主要在EP和AM中表达，CD8⁺ GZMB⁺ T细胞在后期扩增。

Activation of the innate immune response, inflammation and PANoptosis pathways in the lungs in both VS and BS groups
VS组Ma细胞中ISGs（Isg15、Mx1等）早期高表达，Clec7a/Mapk炎症通路后期持续激活。上皮和内皮细胞中凋亡(apoptosis)、坏死性凋亡(necroptosis)和焦亡(pyroptosis)通路均被激活，导致PANoptosis现象。

Barrier functions and surfactant secreting functions are compromised in the lungs in VS
肺EP和内皮细胞(Endo)中紧密连接基因（Cldn1、Tjp1等）下调，表面活性蛋白（Sftpa/b/c/d）表达降低，Evans蓝渗出实验证实血气屏障破坏。

Acute-phase response in hepatocytes and dysregulated cellular functions in cholangiocytes in VS and BS
肝脏测序显示急性期肝细胞(Hep_related)比例增加，胆管细胞中胆汁酸转运蛋白(CFTR)和屏障蛋白(CLDN1)表达下调，VS组改变更持久。

结论与意义
该研究突破性发现：流感病毒通过破坏肺血气屏障进入循环系统，选择性感染肝脾组织驻留细胞，通过诱导ISGs表达和PANoptosis导致器官特异性功能障碍。相较于BS的广泛细菌定植，VS的病理特征表现为：1）病毒血行播散的时空特异性；2）肺肝组织驻留细胞比例失衡；3）细胞连接与分泌功能基因的差异化调控。这些发现为VS的临床诊断提供了潜在生物标志物（如血清IL-6水平），并为开发靶向病毒播散、PANoptosis通路或细胞功能保护的精准治疗策略奠定理论基础。研究特别指出，针对VS与BS的差异病理机制，应避免盲目套用BS的免疫调节方案，这对临床实践具有重要指导价值。