Covid肺的新细胞阿特拉斯揭示了为什么SARS-COV-2是致命和不同的

一个新的研究正在绘制迄今为止最详细的SARS-CoV-2肺部感染的图像，揭示导致致命COVID-19的机制，并可能解释长期并发症，并表明COVID-19与其他传染病的区别。

研究人员在内科医生和外科医生和赫伯特欧文综合癌症中心的哥伦比亚大学瓦格洛斯学院的领导下，研究发现，在病人谁死于感染，COVID-19引发了不利的失控炎症，直接破坏和肺细胞受损再生的三连胜参与气体交换，加快肺部疤痕。

尽管这项研究研究了死于该疾病的患者的肺，但它提供了可靠的线索，解释了为什么重症COVID幸存者可能会经历肺部瘢痕造成的长期呼吸并发症。

“这是一种毁灭性的疾病，但我们对COVID-19肺的了解是确定潜在目标和疗法的第一步，这些目标和疗法会破坏这种疾病的一些恶性循环。特别是，尽早瞄准导致肺纤维化的细胞可能会预防或改善严重COVID-19幸存者的长期并发症，”说本杰明梗河博士他带领40多名研究人员在几个月内完成了一系列通常需要数年时间的分析。

这项研究和同伴纸由哈佛/麻省理工学院(Harvard/MIT)的研究人员领导，哥伦比亚大学的研究人员也参与了研究，该研究发表在4月29日的《自然》杂志上。

研究COVID肺细胞创建地图集

The new study is unique from other investigations in that it directly examines lung tissue (rather than sputum or bronchial washes) using single-cell molecular profiling that can identify each cell in a tissue sample and record each cell’s activity, resulting in an atlas of cells in COVID lung.

伊扎尔说:“正常的肺中会有许多我们在COVID中发现的相同细胞，但它们的比例和激活状态不同。”“为了了解COVID-19与控制肺和其他形式的传染性肺炎相比有何不同，我们需要逐个观察数千个细胞。”

伊扎尔的团队检查了19名死于COVID-19的人的肺，并进行了快速尸检(死亡数小时内)——在此期间，肺和其他组织被收集并立即冷冻——以及非COVID-19患者的肺。在与康奈尔大学研究人员的合作中，研究人员还将他们的发现与其他呼吸道疾病患者的肺部进行了比较。

靶向药物IL-1β可以减少炎症

研究发现，与正常肺部相比，COVID患者的肺部充满了巨噬细胞免疫细胞。

通常感染期间，这些细胞嚼起来病原体又可调节炎症反应的强度，这也有助于在战斗。

“在COVID-19中，我们看到巨噬细胞的扩张和不受控制的激活，包括肺泡巨噬细胞和单核细胞来源的巨噬细胞，”Izar说。“它们完全失去了平衡，导致炎症不受控制地加剧。这就导致了一个恶性循环，更多的免疫细胞会导致更多的炎症，最终损害肺部组织。”

特别是一种炎性细胞因子，IL-1ß，是由这些巨噬细胞快速产生的。

伊扎尔说:“与IL-6等其他细胞因子不同，IL-1ß在各种肺炎中似乎普遍存在，与其他病毒性或细菌性肺部感染相比，COVID-19中巨噬细胞中IL-1ß的产生更明显。”“这很重要，因为有药物可以抑制IL-1ß的作用。”

有些药物已经在进行COVID患者的临床试验。

严重COVID还可以防止肺修复

在典型的感染中，病毒破坏肺部细胞，免疫系统清除病原体和碎片，肺部再生。

但在COVID中，这项新研究发现，SARS-CoV-2病毒不仅会破坏对气体交换至关重要的肺泡上皮细胞，随后的炎症还会损害剩余细胞再生受损肺部的能力。

虽然肺中仍然含有能够修复的细胞，但炎症会永久地将这些细胞困在中间细胞状态，使它们无法完成替换成熟肺上皮所需的最后分化步骤。

“其中，IL-1β似乎是诱导和维持该中间细胞状态的罪魁祸首，”梗河说，“由此将炎症和受损的肺再生COVID-19。这表明，除了减少炎症，针对IL-1β可能有助于采取刹车关闭肺修复所需的细胞“。

防止加速纤维化

研究人员还发现了大量具体的成纤维细胞，称为病理性成纤维细胞，即创建COVID-19肺快速疤痕。当的成纤维细胞填充肺疤痕组织，这个过程被称为纤维化，肺具有更小的空间为参与气体交换的细胞和永久地损坏。

鉴于本病的病理成纤维细胞的重要性，梗河的团队密切分析的细胞揭示潜在的药物靶点。所谓的VIPER的算法，由安德烈卡利法诺，博士，内科医生和外科医生哥伦比亚大学学院瓦格洛斯系统生物学的椅子以前开发的，确定在发挥重要作用，并可以通过现有药物靶向细胞的几种分子。

“这一分析预测STAT信号的抑制可以减轻一些引起病理的成纤维细胞的有害效应，”梗河说。

“我们的希望是，通过分享这种分析和海量数据资源，其他研究人员和制药公司可以开始测试，并扩大这些想法，并找到治疗方法不仅能治疗危重病人，而且还降低谁生存严重COVID-人的并发症19.”

哥伦比亚大学几个实验室的团队合作

伊扎尔说:“只有在哥伦比亚大学几个研究团队的帮助下，才能在如此短的时间内完成这项研究。”

关键的是，在大流行的头几个月，哥伦比亚大学病理和细胞生物学系决定快速冷冻许多已故COVID患者的组织，以保存细胞的分子状态。医学博士Hanina hibshosh是该部门组织库的主任，她发起了与伊扎尔实验室的合作，伊扎尔实验室在对冷冻组织进行单细胞分析方面具有专业知识。病理学家Anjali Saqi，医学博士，病理学和细胞生物学教授，也是获取和评估样本的工具。

建文阙，医学博士，医学教授，他的实验室，在确定和肺和他们的再生潜能细胞特性提供专业知识。纤维化专家罗伯特·施瓦布，医学博士，副教授，在解剖由COVID-19走肺部疤痕机制是必不可少的。

伊扎尔说:“我们非常感谢所有为这一努力做出贡献的实验室，非常幸运能够来到哥伦比亚大学，在一个合作环境中掌握所有必要的专业知识。”