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最新研究:泌尿系统也是新冠病毒感染的潜在途径

已有 982 次阅读 2020-2-20 14:45 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

中南大学湘雅医院钟永联合南京新格元生物科技有限公司范珏团队在预印本网站(bioRxiv)上发表了一篇文章,题为“Single-cell Analysis of ACE2 Expression in Human Kidneys andBladders Reveals a Potential Route of 2019-nCoV Infection”,对新冠病毒在肾脏和膀胱中的感染途径进行了分析。

(注意:预印本网站bioRxiv的所有论文未经同行评议)

新冠病毒感染最常见的症状是发热和咳嗽,重症患者出现胸部不适、进行性呼吸困难或急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。

 

在少数已确诊的新冠病毒感染患者中发生急性肾损伤(AKI)。一部分患者血清肌酐升高。

 

然而,新冠病毒引发AKI的原因和方式仍未可知。此外,新冠病毒是否能通过泌尿道传播亦未明确。

 

血管紧张素转换酶II(ACE2)被认为是新冠病毒的进入受体,与严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS)一样。

 

为了探讨新冠病毒感染者肾损害的可能原因,研究组评估了健康肾脏和膀胱中所有细胞类型中ACE2基因的表达,以探讨新冠病毒感染的可能途径及ACE2在泌尿系统感染中的作用。


ACE2在肾脏中的表达模式

 

对公共数据进行分析,发现ACE2主要在近曲小管细胞中富集,包括曲小管和直小管。


其他肾单位亚型,如集合管、远端小管及免疫细胞,ACE2均表达很低。


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而对两名健康捐献者的正常肾脏样本进行验证分析,发现与先前结果一致。


此外,还发现了基质和免疫细胞,由少量内皮细胞(CD34,PECAM1)和单核细胞(CD14,FCN1,VCAN)组成。


研究组还绘制了所有亚群的代表性标记基因。

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与公共数据一致,所有近端小管细胞与其他细胞类型相比,ACE2表达上调


定量结果发现,直小管和近曲小管上皮细胞约有5%~15%表达ACE2。


ACE2在膀胱中的表达模式


根据公共数据,研究组发现所有上皮细胞类型中ACE2的表达都很低。


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ACE2从膀胱上皮外层(伞细胞)到内层(基底细胞)呈下降趋势,中层细胞居中。


其他细胞类型如内皮细胞和免疫细胞中ACE2表达大多呈阴性。


膀胱伞状细胞中ACE2的表达率(1.3%)低于肾上皮细胞。


目前新冠病毒感染者尿样中尚未报道病毒阳性。


然而,之前SARS患者的尿液中可检测到SARS病毒,提示病毒可能从受感染的膀胱上皮细胞中释放出来。


2019-nCoV和SARS感染中的AKI


新冠病毒传播速度惊人,未知病因太多,目前已有大量的非呼吸症状报告,提示在疾病过程中有其他器官参与。


在对新冠病毒感染病例的最新临床特征分析中,9%的患者发生肾功能损伤,需持续性肾脏替代治疗(CRRT)。


此外,在与新冠病毒基因相似的SARS-CoV和MERS-CoV中也发现了肾损伤和肾功能障碍。


先前的研究报道536例SARS患者中36例(6.7%)发生AKI,36例肾功能不全患者中有33例(91.7%)最终死亡。


更重要的是,在一些病人的尿液标本中,PCR检测到了SARS-CoV片段。


此外,还观察到SARS-CoV在肾脏,特别是肾小管上皮细胞中的持续感染和复制,表明SARS患者的肾脏损伤的原因除了宿主免疫应答,还可能包括靶细胞中的直接病毒感染。


然而,新冠病毒和SARS-nCoV的肾损伤机制尚不清楚,可能是因近端肾小管细胞损伤和随后的系统性炎症反应引起的肾损伤所致。


ACE2在肾脏系统中的表达分析


SARS患者AKI的病因可能是多因素的,目前尚不清楚,这与ACE2在肾组织中的高表达有一定的相关性。


研究组发现肾脏和膀胱中都可检测到ACE2。


肾PT细胞表达率高于膀胱上皮细胞,提示肾较膀胱更易受新冠病毒感染。


与消化系统ACE2的表达水平相比,肾脏和泌尿系统ACE2的低表达提示肾相关症状患者较少,这与SARS患者的观察结果一致。

 

该研究为新冠病毒可能感染肾上皮细胞提供了直接证据,对新冠病毒急性肾损伤患者,应引起高度重视。


虽然目前没有新冠病毒感染者尿检阳性的报道,但ACE2在肾脏中的分布,以及SARS患者尿检阳性提示,应重视对新冠病毒患者尿液的病毒检测。

 

作者:

Wei Lin, Longfei Hu, Yan Zhang, Joshua D.Ooi, Ting Meng, Peng Jin, Xiang Ding, Longkai Peng, Lei Song, Zhou Xiao, XiangAo, Xiangcheng Xiao, Qiaoling Zhou, Ping Xiao, Jue Fan, Yong Zhong

论文链接:

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.08.939892v1.full.pdf




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1 姜进举

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