《COVID-19期间的严重肺部感染会对心脏造成损害 》

  • 来源专题:新发突发传染病
  • 编译者: 张玢
  • 发布时间:2024-04-20
  • NIH支持的研究表明,导致COVID-19的病毒可以在不直接感染心脏组织的情况下损害心脏。一项得到美国国立卫生研究院支持的研究发现,导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2即使在不直接感染心脏组织的情况下也可以损害心脏。这项研究发表在《循环》杂志上,专门研究了患有SARS-CoV-2相关急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的人群心脏受损情况,这是一种可能致命的严重肺部疾病。但研究人员表示,这些发现可能与心脏以外的器官以及除SARS-CoV-2之外的其他病毒相关。科学家长期以来一直知道COVID-19会增加心脏病发作、中风和长期COVID的风险,先前的影像研究表明,超过50%感染COVID-19的人会出现一定程度的心脏炎症或损伤。科学家不清楚的是损伤是因为病毒直接感染心脏组织,还是因为由人体对病毒已知的免疫反应引发的全身性炎症。“这是一个关键问题,找到答案将带来对这种严重肺部损伤和导致心血管并发症的炎症之间联系的全新理解,”美国国立卫生研究院心脏、肺部和血液研究所(NHLBI)基础和早期转化研究计划副主任Michelle Olive博士说道。“研究还表明,通过治疗抑制炎症可能有助于减少这些并发症。”为了得出结论,研究人员关注了被称为心脏巨噬细胞的免疫细胞,这些细胞通常在保持组织健康方面发挥关键作用,但在受伤(如心脏病发作或心力衰竭)时可能变得炎症性。研究人员分析了21名因SARS-CoV-2相关ARDS死亡的患者的心脏组织标本,并将其与33名因非COVID-19原因死亡的患者的标本进行了比较。他们还在小鼠体内感染了SARS-CoV-2,以了解感染后巨噬细胞的情况。在人类和小鼠中,他们发现SARS-CoV-2感染会增加心脏巨噬细胞的总数,并导致它们从正常例行工作转变为炎症性。当巨噬细胞不再执行它们的正常工作,包括维持心脏的新陈代谢和清除有害细菌或其他异物时,它们会削弱心脏和整个身体,哈佛医学院放射学教授、该研究的高级作者Matthias Nahrendorf博士说。然后,研究人员设计了一项针对小鼠的研究,以测试他们观察到的反应是因为SARS-CoV-2直接感染心脏,还是因为肺部的SARS-CoV-2感染严重到足以使心脏巨噬细胞更具炎症性。这项研究模拟了肺部炎症信号,但没有实际病毒存在。结果是:即使没有病毒存在,小鼠也表现出足以产生研究人员观察到的心脏巨噬细胞转变的免疫反应,这与死于COVID-19的患者和感染SARS-CoV-2的小鼠观察到的情况相同。“这项研究表明,在COVID感染后,免疫系统可以通过在全身引发严重炎症对其他器官造成远程损害,而这是病毒本身直接对肺组织造成的损害之外的另一种影响,”Nahrendorf说。“这些发现也可以更普遍地应用,因为我们的结果表明,任何严重感染都可能在整个身体中产生冲击。”研究团队还发现,在小鼠中用中和抗体阻断免疫反应可以阻止炎性心脏巨噬细胞的增加,并保护心脏功能。尽管他们尚未在人类中进行测试,但Nahrendorf表示,这种治疗可以作为一种预防措施,帮助那些患有基础疾病或可能从SARS-CoV-2相关ARDS中获得更严重后果的COVID-19患者。

    文献信息:Grune J, Bajpai G, Ocak PT, et al. Virus-induced ARDS causes cardiomyopathy through eliciting inflammatory responses in the heart. Circulation. 2024. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.123.066433.

  • 原文来源:https://www.nih.gov/news-events/news-releases/severe-lung-infection-during-covid-19-can-cause-damage-heart
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  • 《Science子刊:新研究表明肺部移植可用于治疗肺部遭受严重损伤的新冠患者》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-12-04
    • 病例研究和尸检结果证实,在某些情况下,COVID-19会造成严重的肺部损伤,以至于患者需要进行肺部移植才能存活。 在一项新的研究中,来自美国西北大学的研究人员分析了来自接受肺部移植的COVID-19患者和死于该病的患者的遗弃组织。他们发现,COVID-19会破坏肺部的“基本框架”,这意味着这种器官根本无法恢复。这意味着患者的治疗选择变得非常有限。相关研究结果于2020年11月30日在线发表在Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Lung transplantation for patients with severe COVID-19”。 论文通讯作者、西北大学费恩柏格医学院肺移植项目外科主任、胸外科主任Ankit Bharat博士说,“我们提供了明确的证据,表明COVID-19会对一些患者的肺部造成永久性损伤,对这些患者来说,肺部移植是他们生存的唯一希望。” Bharat及其研究团队还在COVID-19患者的发生不可逆损伤的肺部组织中发现了独特的称为KRT17上皮细胞的细胞。这些细胞也在终末期肺纤维化患者中被发现。肺纤维化是一种致命的进行性肺部疾病。 这是此类研究的首次发现。迄今为止,已有8名COVID-19患者在西北大学费恩柏格医学院接受了双肺移植手术。西北大学费恩柏格医学院是世界上接受双肺移植最多的医疗机构。 美国勒诺克斯山医院(Lenox Hill Hospital)肺科专家Len Horovitz博士在读完这篇论文后说道,令人震惊的是,COVID-19会严重损害肺部,以至于肺移植---一种“为极少数患者保留的”治疗方法---成为必要。Horovitz补充道,肺移植有其自身的危险性。 他说,“移植的并发症包括病毒感染(甚至可能再次患上COVID-19)、细菌感染和潜在的移植肺部排斥。” 在西北大学的一篇新闻稿中,Bharat详细阐述了COVID-19是如何破坏肺部的。Bharat解释道,“肺部愈合所需的祖细胞可以沿着肺部基质的基本框架移动,重新填充肺部的伤口。但是,当这种基本框架被破坏时,这些祖细胞就没有地方可去,肺部就会出现大洞,成为感染的温床,我们在这些患者接受艰难的肺部移植手术中也观察到了这一点。” 他说,“你可以这样想:在地震发生后,如果一栋建筑的基本结构得以幸存,它仍然可以翻新。然而,如果它被夷为平地,唯一的选择就是更换。” 根据论文资深作者、西北大学肺部与重症医学教授兼主任Scott Budinger博士的说法,遭受COVID-19攻击的肺部“也与患上特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis)的患者的肺部表现出惊人的相似性”。 Budinger在这份新闻稿中说道,在这种疾病中,肺部组织会变得“又厚又硬,使身体难以吸入氧气”。 他补充道,“与肺纤维化一样,我们发现COVID-19导致称为单核细胞的循环免疫细胞的招募,这些单核细胞很可能被招募到肺部以杀死导致这种疾病的新型冠状病毒SARS-CoV-2。在纤维化的肺部中,这些细胞也会促进纤维化瘢痕组织的形成。这些细胞可以很容易和安全地进行采样,也可能有助于识别那些未能从COVID-19中康复的患者。” 这篇论文中也有一些好消息:这些研究人员还发现,对危重患者进行肺部移植是安全的,即使是那些因感染性原因导致肺衰竭的患者,比如COVID-19患者。他们表示,这是移植领域的新信息。而且还有另一线生机:尽管在肺部移植患者中使用了免疫抑制药物,但导致COVID-19的新型冠状病毒似乎并没有复发。 这些研究人员还发现,对于肺部受损严重以至于不进行肺部移植就无法生存的COVID-19患者来说,将他们置于ECMO(体外膜肺氧合)---一种能完成心脏和肺部工作的生命支持机器---中是安全的。他们说,ECMO可以长时间使用,并且仍然为肺部移植手术的成功敞开大门。 最近在西北大学费恩柏格医学院进行的肺部移植手术涉及一名在ECMO上度过130天的患者。这是世界上已知的患者在接受肺部移植前接受ECMO治疗的最长时间。 这些研究人员说,这项研究中最好的消息是:在接受肺部移植后,患者的康复速度很快。
  • 《《Current Biology》混合真菌与COVID-19肺部感染有关》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-08-04
    • 这是第一次在医院里发现一种曲霉,侧曲霉(Aspergillus latus,A. latus),这种真菌比它的双亲更具耐药性,这非常危险,研究人员现在正在调查真菌在COVID-19中的作用。 一个国际研究小组首次在医院环境中发现了一种以前只在土壤或植物中发现的真菌。研究小组对其基因组进行了测序,发现它实际上是一个杂交种,其抗药性比其来源的两个物种高出三倍。 这项研究的一篇文章发表在《Current Biology》上,由来自巴西、美国、葡萄牙和比利时的研究人员共同撰写。 曲菌病是一种由本属真菌引起的肺部疾病,特别是烟曲霉(A. fumigatus),广泛存在于植物和土壤中。所有的人类都会定期吸入曲霉菌孢子,在健康人身上通常不会引起症状。然而,在免疫系统较弱的患者中,霉菌可引起肺炎,在肺部形成真菌球(曲霉菌瘤),并扩散至侵袭性肺曲菌病,这是最严重的疾病形式。A. fumigatus是最常见的曲菌病,但其他物种也会引起这种情况,包括黄曲霉(A. flavus)、黑曲霉(A. niger)、构巢曲霉(A. nidulans)和土曲霉(A. terreus)。 “在大约90%的病例中,曲霉菌感染是由烟曲霉引起的,但在一些人类遗传病中,构巢曲霉是更常见的原因。因此,研究人员收集了来自世界各地的临床材料,以观察这种物种在医院环境中发生的频率。 “令人惊讶的是,十分之六的样本中含有一种以前从未被发现能感染人类的真菌,”巴西圣保罗大学教授Gustavo Henrique Goldman和共同负责这项研究的研究员范德堡大学的Antonis Rokas说。 基因测序还显示,A. latus是两个相对远亲的物种的杂交种,包含两个亲本物种的完整DNA拷贝。其他研究小组进行的试验已经表明,与其亲旋转状孢曲霉(A.spinuosporus)和一个未知的四线梭菌近亲相比,A. latus对抗真菌药物的抗药性可能高达3倍。它还能更有效地对抗人体免疫细胞。 “这种真菌通过杂交获得了显著的优势,”Goldman说。 然而,他补充说,巴西目前很少有医院有资源进行基因测序,以便以超过属级的精确度鉴定污染患者的真菌。鉴别通常是通过显微镜下的形态学分析来实现的,这给误诊留下了空间。例如,在本次的取样中有的A. latus以前就标记为了A. nidulans。 真菌与COVID-19 医院环境中真菌的存在是疾病恶化甚至死亡的一个众所周知的因素。在与德国方面的研究人员的合作下,Goldman和他的团队正在收集COVID-19患者肺部的真菌样本,目的是研究这些微生物如何加重病情,作为制定避免和抗击感染策略的基础。 Goldman说:“有几名COVID-19患者死于曲霉菌感染。目前,我们从欧洲死于COVID-19的患者身上分离出四种菌株,并将对它们的基因组进行测序,以确定该物种是否受到该病的青睐。” 他正在寻找合作伙伴,以帮助在巴西收集材料,但样本分离程序需要严格的临床协议,该协议尚未在巴西使用,以确保卫生工作者和研究人员不会感染这种新型冠状病毒。 伴随COVID-19和曲霉菌属真菌感染的病例证明了了解这些微生物的重要性。例如,烟曲霉在世界各地都有发现,并且能够在极端条件下生存,例如高达70℃的温度和缺乏营养。它甚至可以从水中提取食物。 Goldman说:“我们现在发现了该属植物的另一个特征,那就是杂种的形成。” 在最近发表的研究中,研究人员收集了10个真菌样本,这些样本主要是从过敏性支气管肺曲菌病和其他疾病患者身上采集的材料中发现的,这些疾病包括由损害免疫系统的基因功能障碍引起的慢性肉芽肿性疾病和慢性阻塞性肺病,包括慢性支气管炎和肺气肿。 进化论 A. latus是已知的第一种能导致人类疾病的杂交丝状真菌,这是酵母的一种相对常见的特性,例如念珠菌属的真菌,它会导致念珠菌病。另一个奇怪的特征是它是二倍体,即它的细胞包含两套染色体,与除卵细胞和精子细胞外的所有人类细胞相似。大多数真菌是单倍体,只有一套染色体。 杂交种还保留了双亲物种的DNA,这表明这种融合是最近才发生的。在远古的杂交种或物种中,基因是在远古时代从同一祖先中分化出来的,在进化过程中,有些基因会丢失或改变位置。 骡子是一个著名的杂交动物的例子。它们有63条染色体,混合了母马的64条和驴的62条。然而,A. latus的双亲遗传物质都被完整地保存下来。 Goldman说:“另一个有意思的点是,它的两个亲本物种之间的遗传距离与智人和狐猴之间的遗传距离大致相同。” 原文检索:Pathogenic Allodiploid Hybrids of Aspergillus Fungi (生物通:伍松)