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中國科學家查明“德爾塔”傳播力強的原因

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2021-12-22 09:59 | 稿件來源:科技日報公眾號

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雖然奧密克戎變異株已來,但德爾塔變異株仍是全球範圍內占主導地位的毒株。從首次發現到以烈火燎原之勢席卷全球,德爾塔變異株只用了幾個月。

為什麽德爾塔變異株傳播得如此之快?是什麽讓德爾塔變異株具有超快傳播力?

經過3個多月的“追兇”,中國醫學科學院基礎醫學研究所黃波教授、秦川教授等研究團隊最終查明了德爾塔變異株究竟是怎樣實現超快傳播的。相關研究成果在線發表於國際學術期刊《信號轉導與靶向治療》。

資料圖

“我們發現,德爾塔變異株能夠攻破抗炎型肺泡巨噬細胞的防禦機制,通過增加氨基基團的數量,在相對較高的pH環境下,完成刺突蛋白質子化,激活組織蛋白酶。組織蛋白酶通過切割病毒刺突蛋白,導致病毒顆粒的膜和內吞小體的膜在接觸部位裂開,使得病毒RNA釋放到細胞漿中,進而實現病毒快速傳播。”12月21日,黃波告訴科技日報記者。

新冠病毒德爾塔變異株因病毒載量高、傳播能力強、傳播速度快,出現以後迅速在全球肆虐,成為新冠肺炎疫情流行的主要毒株。

“帶有T478K、P681R和L452R突變的德爾塔變異株是怎樣實現超快傳播的,以前我們不清楚。這項研究揭開了德爾塔變異株超快傳播的奧秘。”黃波說道。

要想弄明白德爾塔變異株的傳播機制,還得從新冠病毒是怎樣感染人的說起。

人體肺部的呼吸氣道在終末端出現膨脹,形成如氣球樣的結構,也就是肺泡。肺泡是氧氣和二氧化碳交換的場所,其表面有薄薄一層液體,以維持肺泡的伸張,避免其塌陷。人體吸入空氣時,不僅將氧氣吸至肺泡,同時不可避免地將空氣中潛在的細菌和病毒吸入至肺泡。

為了防禦這種病原菌的入侵,在肺泡表面的液體層定居著免疫細胞,特別是具有吞噬功能的巨噬細胞,其在液體層定居的免疫細胞中占比達95%以上,醫學上稱之為肺泡巨噬細胞。這些巨噬細胞可以吞噬吸入空氣中所包含的顆粒和微生物,維持肺泡的幹凈。

因此,一旦新冠病毒進入肺泡,肺泡巨噬細胞會立即將病毒顆粒吞噬,形成細胞膜包裹病毒顆粒的囊泡,即內吞小體,進而與胞漿內的溶酶體融合,從而將吞噬的生物體包括病毒完全降解。

但是,新冠病毒能夠利用肺泡巨噬細胞的特定狀態,從內吞小體內逃出,反過來利用巨噬細胞進行自我繁殖。

對此,黃波解釋道,這是因為內吞小體內依賴低pH值的組織蛋白酶被激活,組織蛋白酶通過切割病毒刺突蛋白,導致病毒顆粒的膜和內吞小體的膜在接觸部位裂開,使得病毒RNA釋放到細胞漿中。這樣,新冠病毒就可以實現快速增殖。

肺泡巨噬細胞會朝促炎和抗炎兩個方向極化,促炎型內吞小體pH值偏酸性,能夠促進組織蛋白酶激活,而抗炎型內吞小體pH值偏堿性,能夠抑制組織蛋白酶激活。

“少部分人群,其肺泡巨噬細胞偏向促炎型,則易被新冠病毒感染,且易發展為重癥,但是正常人的肺泡巨噬細胞偏向抗炎型,通常可以抑制組織蛋白酶激活,從而能夠較好抵禦新冠病毒的入侵,表現為不發病或輕微感染。” 黃波指出。

然而,黃波等人研究發現,德爾塔變異株能夠攻破了抗炎型肺泡巨噬細胞的防禦機制。

“德爾塔變異株主要是其刺突蛋白的多個氨基酸發生了改變,改變的規律都是增加了氨基基團。組織蛋白酶活性與內吞小體內pH值密切相關。”黃波說,低pH值可以激活組織蛋白酶,這個過程的本質是病毒刺突蛋白的氨基更容易得到質子,即氨基質子化。

而德爾塔變異株通過增加氨基基團的數量,在相對較高的pH下,即可完成刺突蛋白質子化,從而能夠被組織蛋白酶切割,使得病毒RNA被釋放,從而實現快速傳播。

黃波表示,這項研究有助於為開發小分子藥物提供靶點,作用肺泡巨噬細胞,阻斷德爾塔變異株病毒RNA從內吞小體逸出,進而將病毒送入溶酶體完全降解,達到預防和病毒早期感染控制的效果。

(原標題:“德爾塔”傳播力強的原因,我國科學家查明了!)

【編輯:凌玉辉】

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