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Cell:不用疫苗也能预防新冠病毒!重组人ACE2蛋白可削弱新型冠状病毒的感染能力,幅度超千倍

 板桥胡同37号 2020-04-04
撰文:nagashi

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)已演变为全球大流行病,每天实时更新的疫情数据令我们望而生畏,截止目前,全球累计确诊病例数突破100万,死亡人数超过5万人。钟南山院士表示全球疫情可能要等到4月底才能迎来拐点。

对此,许多国内外学者推测新冠病毒或将类似于流感病毒,与人类长期共存,然而,现有的数据表明SARS-CoV-2的致死率远高于流感。因此,为了应对这种最为糟糕的情况,研发针对SARS-CoV-2的疫苗和预防性药物是十分重要的。

近日,欧洲和北美的多个研究机构组成的研究团队在国际顶级学术期刊 Cell 上以提前公开形式发表题为:Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2 的研究论文。

此项研究提出了一种预防SARS-CoV-2感染的新思路:利用体外纯化的重组人类ACE2蛋白去“中和”新冠病毒,让它们无法进入人体细胞,从而达到预防感染的目的。

人血管紧张素转换酶2(hACE2)是细胞膜表面的一种蛋白,多项研究表明hACE2是SARS-CoV-2入侵人体细胞的关键受体,此外,科学家在小鼠模型中发现,在一定范围内,hACE2的表达水平与SARS-CoV-2的感染程度呈正相关关系。

这些研究事实表明hACE2与SARS-CoV-2的亲和力极强,那么,我们是否可以灵活应用hACE2,将其作为一种特殊的“抗体”,去“中和”SARS-CoV-2,从而阻止它们侵入人体细胞?

在这一研究中,研究人员体外纯化出临床级别的重组人类ACE2蛋白(hrsACE2),他们发现,在SARS-CoV-2感染细胞之前,若是先与hrsACE2共孵育一段时间,病毒的感染能力就会急剧下降,削弱幅度可达1000-5000倍!而与之相对,如若使用鼠类的ACE2蛋白重复同样的实验,则无法抑制SARS-CoV-2的感染。

以上研究结果仅局限于细胞水平,说服力不够,因此,研究人员应用“类器官”模型增强研究的可靠性。

研究表明COVID-19可能会引起严重的病毒血症,此外,hACE2在人类肾小管中表达量很高,SARS-CoV-2攻击肾脏的潜在风险极大。对此,研究人员通过诱导多能干细胞(iPSCs)技术构建了人毛细血管模型,并利用人胚胎干细胞结合3D悬浮培养技术构建出肾器官模型

在类器官水平的实验中,研究人员发现,与细胞实验类似,添加hrsACE2可明显减少SARS-CoV2的感染,而换做鼠类的ACE2蛋白则没有效果。更重要的是,在肾器官模型中,这种抑制能力还表现出明显的剂量依赖效应——加入的ACE2蛋白浓度越高,抑制能力就越强。

研究人员还进一步验证了重组ACE2蛋白的安全性,初步数据显示,无论是hrsACE2还是鼠类的ACE2蛋白,对实验中的细胞和类器官均无毒性。

对此,研究的主要领导者 Josef Penninger说道:“现在我们知道一种可溶性的ACE2可以有效抑制病毒,这确实是一种非常合理的治疗方法——专门针对病毒感染人体时必须经过的通道。这场可怕的流行病还是有希望的。”

但值得注意的是,此项研究仅针对SARS-CoV2的早期感染阶段——侵入人体细胞,而hrsACE2能否在感染后期起作用仍未可知。此外,该研究仍局限于细胞与器官水平,距离临床应用尚有距离,后续仍需要更多的研究去验证这一疗法在个体水平的有效性

论文链接:
https://www./pb-assets/products/coronavirus/CELL_CELL-D-20-00739.pdf
特别说明:本文仅如实报道最新研究成果,不构成用药指导。

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