STTT:BA.5对心肌细胞的损伤比BA.1更强,与Delta相似

2023-01-04 17:12 · 生物探索

新冠病毒,通常通过呼吸道感染人类,并造成呼吸系统和人体各个器官的损伤。

自2019年底首次爆发至今,新型冠状病毒仍在全球肆虐,对世界经济、社会造成极大的负面影响。

多项研究显示,新冠不只是一种呼吸系统疾病,而是会影响人体多个组织和器官,包括胃肠道、心血管和神经系统等。

心肌炎,即心脏壁的心肌层发生炎症,通常由病毒感染或病毒感染后的免疫反应导致,包括流感病毒、腺病毒、巨细胞病毒、新冠病毒等。病毒侵袭进入身体后,可在心肌内复制和破坏心肌细胞,同时激活体内的免疫和炎症反应。

2022年12月25日,德国乌尔姆大学的研究人员在Signal Transduction and Targeted Therapy期刊上发表了一篇题为"Strong attenuation of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 and increased replication of the BA.5 subvariant in human cardiomyocytes"的研究论文。

该研究通过体外细胞研究发现,Delta变体在心肌细胞中的复制能力和破坏力远强于BA.1变体,而BA.2,尤其是BA.5变体,在心肌细胞中的复制能力和损伤能力强于BA.1,类似于Delta变体。

值得注意的是,这是一项体外研究,在人体内是否如此,还有待验证。

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图1 研究成果(图源:[1])

早期研究显示,心肌细胞高度表达新冠病毒受体ACE2,它是新冠病毒进入人体细胞内的关键受体,并且病毒能够在心肌细胞中高度复制。

在该研究中,研究人员通过体外培养的心肌细胞测试了原始毒株、Delta、Omicron BA.1、BA.2和BA.5的复制能力和对细胞的伤害。

研究发现,从病毒复制来看,不同的新冠变异株都能感染心肌细胞,病毒产量通常在感染后约5天达到最大值,与BA.1相比,原始毒株和Delta的复制能力更强,并且产生的传染性病毒粒子高出约2-3个数量级。

对于毒性来说,与原始毒株和BA.1相比,Delta的具有更强的细胞病变效应。通过显微镜观察,在感染的第三天,感染原始毒株和Delta的心肌细胞,失去了心肌肌钙蛋白T阳性肌节结构,而感染BA.1的心肌细胞还保持着组织良好的肌节结构。

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图2 不同病毒在人心肌细胞中的复制、毒性(图源:[1])

通过对心肌细胞的跳动测量显示,在10天内,未感染的心肌细胞跳动速率从每30秒跳30次稳步下降至10次,而感染原始毒株或Delta的心肌细胞通常在第3-5天完全停止跳动。相比之下,感染BA.1的心肌细胞停跳时间有所延迟。

进一步研究发现,炎症细胞因子的诱导在新冠的发病机制中起着关键作用。在感染4天后,原始毒株和Delta诱导的干扰素和促炎细胞因子水平高于BA.1,进一步解释了BA.1致病性较弱的原因。

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图3 BA1、BA2、BA5的复制能力和毒性(图源:[1])

最后,研究还发现,与BA.1相比,BA.5变体的复制能力更强,产生更具传染性的病毒,能引起更强的细胞病变效应,并且能更快地让心肌细胞停止跳动,或与Delta相似。而BA.2似乎介于BA.1和BA.5之间。

综上,这项体外细胞研究显示,与原始毒株和Delta相比,BA.1在人类心肌细胞中的复制和细胞病变效应减弱,而BA.2,尤其是BA.5,比BA.1表现出更高的复制率并导致更强的细胞病变效应,显示出与Delta更相似的特征。

参考资料:

[1]Nchioua R, Diofano F, Noettger S, von Maltitz P, Stenger S, Zech F, Münch J, Sparrer KMJ, Just S, Kirchhoff F. Strong attenuation of SARS-CoV-2 Omicron BA.1 and increased replication of the BA.5 subvariant in human cardiomyocytes. Signal Transduct Target Ther. 2022 Dec 25;7(1):395. doi: 10.1038/s41392-022-01256-9. PMID: 36566244; PMCID: PMC9789943

关键词: STTT 心肌细胞