《Immunity:某些肺部巨噬细胞可导致肺部遭受严重的病毒攻击》

  • 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:2021-01-04
  • 2021年1月2日讯/生物谷BIOON/---在某些情况下,肺部中的免疫细胞会导致病毒攻击的恶化。在一项新的研究中,来自瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员描述了不同种类的称为巨噬细胞的免疫细胞如何在肺部产生,以及其中的哪些巨噬细胞可能导致严重的肺部疾病。这些研究结果可能有助于在未来治疗COVID-19等疾病。相关研究结果于2020年12月30日在线发表在Immunity期刊上,论文标题为“Distinct developmental pathways from blood monocytes generate human lung macrophage diversity”。

    肺部的结构使它们暴露在空气和血液中的病毒和细菌面前。作为一种免疫细胞,巨噬细胞保护肺部免受此类攻击。但在某些条件下,肺部巨噬细胞也可能导致严重的肺部疾病,如慢性阻塞性肺疾病(COPD)和COVID-19。到目前为止,对人类肺部巨噬细胞产生的研究还很有限。

    巨噬细胞可以由不同起源的单核细胞发育而来,可分为遗传上不同的主要类型。在人类中,存在两种主要的单核细胞:“经典”CD14+单核细胞和“非经典”CD16+单核细胞。

    在这项新的研究中,这些研究人员利用一种模型直接在活体肺部中研究肺部巨噬细胞的产生。这与研究单个细胞中基因活性的方法--RNA测序---相结合,发现了血液中的单核细胞如何成为人类肺部巨噬细胞。

    论文通讯作者、卡罗林斯卡学院医学系副教授Tim Willinger说,“在我们的研究中,我们发现经典CD14+单核细胞迁移到气管和肺组织中,并转化为保护肺部健康和功能的巨噬细胞。我们还发现了一种特殊的单核细胞,即CD14+HLA-DRhi单核细胞,它们是介于血液单核细胞和气道巨噬细胞之间的中间免疫细胞。这些CD14+HLA-DRhi单核细胞可以离开血液循环,迁移到肺组织中。”

    然而,非经典CD16+单核细胞在肺部的许多血管中发育成巨噬细胞,并不会迁移到肺组织中。

    论文第一作者、Willinger实验室博士生Elza Evren说,“肺部的某些巨噬细胞很可能与一些严重的肺部疾病有关。比如,在呼吸道感染中,肺部中的单核细胞会发育成巨噬细胞,从而对抗病毒和细菌。但是,某种类型的巨噬细胞也可能促进严重的炎症和感染。”

    在感染导致COVID-19的新型冠状病毒SARS-CoV-2的情况下,这些研究人员认为保护性、抗炎性的巨噬细胞被来自血液单核细胞的促炎性肺部巨噬细胞所取代。

    Willinger说,“这些血液单核细胞衍生的巨噬细胞的存在在其他研究中已被证明与COVID-19患者的病情严重程度和肺部损伤的程度有关。重症COVID-19患者血液中的CD14+HLA-DRhi单核细胞也较少,这可能是因为它们从血液中移入肺部。鉴于它们在快速炎症反应中的重要作用,我们的研究结果表明,未来的治疗应该关注促炎性巨噬细胞和单核细胞,以减少重症COVID-19患者的肺部损伤和死亡率。”(生物谷 Bioon.com)

    参考资料:

    1.Elza Evren et al. Distinct developmental pathways from blood monocytes generate human lung macrophage diversity. Immunity, 2020, doi:10.1016/j.immuni.2020.12.003.

    2.New research may explain severe virus attacks on the lungs

    https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/ki-nrm123020.php

相关报告
  • 《Nature:遭受SARS-CoV-2感染的肺部巨噬细胞中的炎小体激活可导致新冠肺炎》

    • 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:2022-05-09
    • 在一项新的研究中,来自耶鲁大学的研究人员确定了导致冠状病毒SARS-CoV-2感染者出现严重疾病和死亡的一种特殊免疫反应途径。相关研究结果于2022年4月28日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Inflammasome activation in infected macrophages drives COVID-19 pathology”。 科学家们已经知道,一旦SARS-CoV-2感染了肺部,它就会引发所谓的“细胞因子风暴(cytokine storm)”,即导致肺部致命炎症的过度活跃的免疫反应。在这项新的研究中,论文通讯作者、耶鲁大学医学院免疫生物学教授Richard Flavell、Flavell实验室博士后研究员Esen Sefik及其研究团队研究了SARS-CoV-2感染对经过改造后具备人类免疫系统的小鼠的影响。 令人惊讶的是,他们发现不仅仅是肺上皮细胞,肺部中称为巨噬细胞的免疫细胞本身也可以携带SARS-CoV-2。当身体检测到这些细胞中的SARS-CoV-2时,作为免疫系统早期预警系统一部分的炎性体(inflammasome)就会产生并释放细胞因子IL-1和IL-18,促使这些免疫细胞自杀,以试图中止感染。然而,这些细胞因子也从血液中招募更多的炎症细胞到肺部,这推动了一个导致肺炎的恶性循环。 Flavell教授说,“这就像一个广播系统,但在这种情况下,信息是致命性的。” 在COVID-19的小鼠模型中,这些作者能够通过阻断NLPR3炎性体途径来拯救受感染的小鼠免患肺炎。在这种炎性体途径被阻断后,肺部巨噬细胞仍然被感染。他们发现,它们不再是炎症性的,因此不能促进破坏性的炎症水平。 然而,这种救援的一个副作用是受感染的肺部巨噬细胞不再死亡,并因此释放出更多的SARS-CoV-2。这些作者说,尽管如此,阻断这种炎性体途径和抗病毒治疗联合使用可能提供一种治疗COVID-19肺炎和预防COVID -19严重病例的方法。 Flavell说,尽管目前还没有获得批准的阻断NLPR3炎性体途径的药物,但是一些制药公司和生物技术公司正在开发这类药物。 参考资料: 1. Esen Sefik et al. Inflammasome activation in infected macrophages drives COVID-19 pathology. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04802-1. 2. Immune system culprit in severe COVID cases found https://medicalxpress.com/news/2022-04-immune-culprit-severe-covid-cases-1.html
  • 《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。