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新冠病毒為啥是老年人“殺手”? 《自然》子刊:病毒讓肺更老了

來源:科技日報   發(fā)布時間:2021-12-14 16:48:22

  權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,全球新冠死亡病例平均年齡超70歲!

  比起年輕人,老年人感染新冠病毒后為什么更易發(fā)生死亡?12月8日,《自然·細(xì)胞生物學(xué)》刊載了我國科學(xué)家聯(lián)合團隊的研究成果,幫助我們解答這個問題。

  “通俗地說,新冠病毒的入侵讓老年人的肺變得更老了。”論文通訊作者之一、中國科學(xué)院動物研究所研究員劉光慧告訴科技日報記者,研究結(jié)果顯示新冠病毒感染的肺組織表現(xiàn)出明顯的加速衰老。

  病毒入侵,衰老指征“陡升”

  臨床上,新冠患者的主要死因是嚴(yán)重肺損傷導(dǎo)致的呼吸衰竭。

  新冠病毒到底在肺里破壞了什么?為了搞清楚狀況,中國科學(xué)院動物研究所、陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院、中國科學(xué)院北京基因組研究所聯(lián)合研究團隊對老年新冠患者尸檢樣本的肺組織進行了“逐個細(xì)胞”乃至“逐個細(xì)胞內(nèi)分子”的細(xì)致分析。

  結(jié)合病理學(xué)、蛋白質(zhì)組和高通量單細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄組等技術(shù),研究團隊對包括肺部上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞4種主要細(xì)胞大類,28種不同細(xì)胞類型的病理特征進行了分析。

  “我們發(fā)現(xiàn)老年新冠患者的肺組織細(xì)胞呈現(xiàn)出更加嚴(yán)重的‘老態(tài)’。”劉光慧說,一些細(xì)胞衰老標(biāo)志物、衰老相關(guān)炎性因子、DNA氧化損傷標(biāo)記物等都出現(xiàn)了顯著的上調(diào)。

  “老態(tài)”的肺細(xì)胞有哪些外在表現(xiàn)呢?

  “我們看到肺上皮細(xì)胞的凋亡、脫落。”劉光慧舉例說,還有細(xì)胞表面活性物質(zhì)的減少,這些活性物質(zhì)原本支持肺泡的正常舒張和收縮,減少后肺泡的一些基本呼吸功能就退化了。

  蔫、行動遲緩、凋亡、脫落……新冠病毒入侵后,“肺老了”的表現(xiàn)異常突出。

  循環(huán)式打擊,雪上加霜

  “老年人的肺組織可能會遭受病毒的循環(huán)式打擊。”劉光慧告訴科技日報記者,老年人肺部細(xì)胞上的新冠病毒受體(ACE2)本來就比年輕人多,病毒侵入細(xì)胞后衰老更明顯,細(xì)胞衰老反過來進一步誘導(dǎo)新冠病毒受體上調(diào),細(xì)胞就更容易被病毒攻擊。衰老介導(dǎo)的“大開城門”循環(huán)往復(fù),引入更多病毒,加速肺衰竭的發(fā)生。

  此外,團隊還根據(jù)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)新冠肺炎肺組織樣本中積累了大量的肺泡上皮過渡態(tài)細(xì)胞。在肺泡中,Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞負(fù)責(zé)氣體交換,但它沒有再生能力,損傷后需要由Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞分化補充。這種過渡態(tài)細(xì)胞大量存在提示Ⅱ型的“支援”被阻斷了。

  研究發(fā)現(xiàn),病毒進入肺組織還會加速肺的纖維化(一種肺衰老的表現(xiàn)形式)。結(jié)合人肺成纖維細(xì)胞的研究模型,研究人員發(fā)現(xiàn)長壽基因FOXO3的沉默可能促進了肺內(nèi)成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,介導(dǎo)了肺纖維化發(fā)生。

  大開“城門”、切斷“支援”、細(xì)胞纖維化加劇,病毒進入老年人肺部細(xì)胞的3大策略致使老年人遭受的打擊“雪上加霜”。

  衰老和感染的新關(guān)聯(lián)

  “我們發(fā)現(xiàn)衰老和新冠病毒感染存在顯著關(guān)聯(lián)。”劉光慧表示,除了肺之外,其他器官遭受病毒攻擊后可能也會加速“老化”,后續(xù)的研究正在開展。

  這些科學(xué)研究創(chuàng)新性地將衰老機制與新冠病毒感染關(guān)聯(lián)起來,為人類認(rèn)識新冠病毒的致病機理帶來了全新的視角。

  研究系統(tǒng)解析了新冠患者肺組織中多種細(xì)胞類型的疾病變化規(guī)律,首次鑒定了新冠肺炎患者肺的加速衰老表型,為新冠病毒感染導(dǎo)致的老年人致死率增加及預(yù)后的多種后遺癥提供了可能的解釋。

  “解析了肺加速衰老是關(guān)鍵病理,可以進一步指導(dǎo)對新冠肺炎的干預(yù)。一些成熟的衰老干預(yù)策略可能是減輕新冠肺炎器官損傷的潛在防治手段。”劉光慧表示,例如此前團隊研究發(fā)現(xiàn)有延緩細(xì)胞衰老功效的維生素C,可以抑制新冠病毒受體蛋白的表達(dá),從而可能會提高老年群體對新冠病毒的抵抗力。

  據(jù)介紹,該研究由陸軍軍醫(yī)大學(xué)(第三軍醫(yī)大學(xué))第一附屬醫(yī)院(西南醫(yī)院)卞修武院士團隊、中國科學(xué)院動物研究所劉光慧研究組和曲靜研究組、中國科學(xué)院北京基因組研究所張維綺研究組等多個團隊合作完成,獲得科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院和北京市等項目的資助。 (記者 張佳星)

責(zé)任編輯:平小娜

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