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來自巴斯德研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究提供了部分答案，同時(shí)識(shí)別出了季節(jié)性冠狀病毒HKU1進(jìn)入人類細(xì)胞中的通道。
引起COVID-19的SARS-CoV-2病毒會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的急性呼吸道綜合征，這或許就與2019年出現(xiàn)的已知會(huì)引起輕度季節(jié)性感冒的其它冠狀病毒形成了對(duì)比，同時(shí)還提出了一個(gè)問題，即為何一種冠狀病毒對(duì)人類所產(chǎn)生的影響要比另外一種更為嚴(yán)重，近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature上題為“TMPRSS2 is a functional receptor for human coronavirus HKU1”的研究報(bào)告中，來自巴斯德研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究提供了部分答案，同時(shí)識(shí)別出了季節(jié)性冠狀病毒HKU1進(jìn)入人類細(xì)胞中的通道。
HKU1所結(jié)合的受體與SARS-CoV-2不同，這或許能部分解釋兩種冠狀病毒嚴(yán)重程度的差異，受體能作為一種有用的方法來幫助闡明冠狀病毒的傳播和病理學(xué)特征，其能作為病毒進(jìn)化監(jiān)測工作的一部分。目前已知能感染人類的冠狀病毒有7種，其中4種通常被認(rèn)為致病性較為輕微，包括HKU1, 229E, NL63和OC43，另外三種具有較強(qiáng)的致病性，包括SARS-CoV-1, Mers-CoV和SARS-CoV-2。早在2005年，研究人員首次從來自香港的一名患有嚴(yán)重肺炎的老人身上分離到了HKU1，與SARS-CoV-2一樣，HKU1主要會(huì)感染機(jī)體的上呼吸道細(xì)胞，然而，其很少會(huì)感染肺部的支氣管和肺泡，HKU1病毒會(huì)引起感冒和其它輕微的呼吸道癥狀。同時(shí)患者也可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)癥，包括嚴(yán)重的呼吸道感染，特別是在幼兒、老年人和免疫功能低下的個(gè)體中，據(jù)估計(jì)，有70%的兒童會(huì)在6歲之前發(fā)生感染，目前全球共有75%-95%的人群暴露過HKU1，這或許與其它季節(jié)性人類冠狀病毒相當(dāng)。
科學(xué)家識(shí)別出冠狀病毒進(jìn)入人類細(xì)胞所使用的特殊受體。
圖片來源：Nature (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06761-7
在細(xì)胞水平上，冠狀病毒的刺突蛋白當(dāng)與受體結(jié)合后會(huì)被切割或分裂成兩半，這種分裂現(xiàn)象對(duì)于病毒的融合、進(jìn)入和增殖至關(guān)重要，一些冠狀病毒（比如SARS-CoV-2和NL63）能使用ACE2受體來作為進(jìn)入細(xì)胞的門戶，到目前為止，HKU1和OC43是唯一具有未知受體的冠狀病毒。這項(xiàng)研究中，研究人員通過聯(lián)合研究識(shí)別出了TMPRSS2酶類或能作為HKU1進(jìn)入細(xì)胞的受體，一旦結(jié)合作用發(fā)生，TMPRSS2就會(huì)誘發(fā)HKU1與細(xì)胞發(fā)生融合，從而導(dǎo)致病毒感染，通過使用多種技術(shù)組合在體外和細(xì)胞培養(yǎng)物中進(jìn)行試驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)，TMPRSS2受體與HKU1刺突具有較高的親和力，而SARS-CoV-2則不是這種情況。
研究者Olivier Schwartz說道，一旦識(shí)別出了病毒的受體，我們就有可能更加準(zhǔn)確地表征靶細(xì)胞，同時(shí)也能更深入地了解病毒的進(jìn)入、增殖機(jī)制以及感染的病理生理學(xué)特征；本文研究還揭示了冠狀病毒所采用的多種進(jìn)化策略，其能使用TMPRSS2與靶向細(xì)胞結(jié)合或誘發(fā)病毒與靶向細(xì)胞的融合以及病毒的進(jìn)入。這些人類致病性病毒能使用不同的受體來影響其致病的嚴(yán)重程度，受體的水平在呼吸道細(xì)胞中也有所不同，從而就會(huì)影響細(xì)胞對(duì)感染和病毒傳播的敏感性；一旦知曉病毒進(jìn)入細(xì)胞的途徑，研究人員就有可能通過開發(fā)靶向性療法并評(píng)估未來任何新出現(xiàn)的冠狀病毒所構(gòu)成的毒力風(fēng)險(xiǎn)來更加有效地對(duì)抗感染。
與此同時(shí)，研究人員還開發(fā)并且揭示了一種納米抗體，其能通過結(jié)合TMPRSS2受體來抑制HKU1的感染，這些制劑因其存在的潛在治療性活性目前已經(jīng)獲得了相應(yīng)的專利。綜上，本文研究結(jié)果揭示了冠狀病毒的多種進(jìn)化策略，其或能利用TMPRSS2來直接結(jié)合靶向細(xì)胞或引導(dǎo)刺突進(jìn)行病毒的膜融合及進(jìn)入靶向細(xì)胞。
原始出處：
Saunders, N., Fernandez, I., Planchais, C. et al. TMPRSS2 is a functional receptor for human coronavirus HKU1. Nature (2023). doi：10.1038/s41586-023-06761-7
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