肺部巨噬細胞能否成為對抗新冠病毒的武器？

“巨噬細胞對幫助COVID-19患者抵抗炎症並存活非常重要。”

編譯：步搖

編輯：tuya

出品：財經塗鴉

本文來自《Science American》3月27日發布的報導。

為了抵抗呼吸道感染，身體需要兩管齊下。首先，它將免疫細胞發送到現場以消滅病原體。然後，防禦系統必須防止那些第一反應者迅速失控。如果這種“維持和平”的嘗試失敗了，那麽發燒和咳嗽可能會升級為威脅生命的疾病，成千上萬的COVID-19患者因這種疾病而死於大流行SARS-CoV-2病毒。

在大多數情況下，巨噬細胞（消耗病原體的大型免疫細胞）是第一反應者。但是，研究人員今天在《科學免疫學》雜誌上報導表示，在感染了病毒性流感的小鼠的肺中，這些白細胞的一小部分正好相反：它們抑製了過度的炎症。蘇州大學附屬第一醫院的免疫學家史玉芳說，這些巨噬細胞也存在於人肺中，這表明它們“對幫助COVID-19患者抵抗炎症並可能存活非常重要。”該醫院向武漢市派遣了工作人員和物資，但施未參與這項新研究。

這項研究始於七年前，當時紐約大學朗格健康中心的免疫學家卡馬爾·卡納（Kamal Khanna）注意到他發現了令人驚歎的東西。當時，他的實驗室正在研究一組類似的巨噬細胞，不是在肺部，而是在脾髒，即淋巴系統中的血液過濾器官。在顯微鏡下觀察染色的小鼠組織上，巨噬細胞在脾髒富含免疫細胞的區域周圍形成藍環。“它們看起來像星雲，”卡納說。

這些單元不僅在視覺上令人印象深刻。當研究人員採用遺傳策略消除巨噬細胞時，小鼠在感染了少量通常會清除的李斯特菌後僅兩天就死亡了。另一個觀察結果也令人吃驚：當其他免疫細胞堆積了脾髒中的抵抗感染區域時，這組巨噬細胞仍然存在。“而且我們認為，這種分隔也必須存在於（非免疫）器官中，” Khanna說。2017年發表的脾髒發現為肺部新分析奠定了基礎。

在這個複雜的器官中，絕大多數巨噬細胞生活在稱為肺泡的微小氣囊中。但是，當研究人員在顯微鏡下檢查肺部組織時，他們看到的數量卻大大減少了，但情況卻截然不同。與大型且圓形的肺泡巨噬細胞（AM）不同，稀有的巨噬細胞會伸長並帶有伸張的手臂，在肺泡中找不到。這些新發現的細胞稱為神經和氣道相關巨噬細胞，即NAM，在氣道聚集並與周圍神經相互作用。卡納說：“整個呼吸道分支被這些巨噬細胞照亮了。”

在另一組研究中，他的團隊清除了AMs或NAMs的小鼠，然後用流感病毒感染了這些動物和正常小鼠，並比較了各組病毒的水準。這些實驗揭示了工作的分工：AM有助於對抗病毒，而NAM則可以保持和平並防止組織受損。

加州大學舊金山分校的巨噬細胞生物學家Mallar Bhattacharya說，這種差異可能對於設計針對炎症的療法非常重要，而這是COVID-19中的一個大問題，他沒有參與這項研究，但稱之為研究 “用於清除特定巨噬細胞亞群的新穎工具的巧妙應用。”

耗盡NAM的小鼠產生了更高水準的幾種炎症分子，包括一種叫做IL-6的分子，這種分子參與了一些患有嚴重COVID-19的患者中所謂的“細胞因子風暴”。在最近對武漢市191名接受該疾病治療的人的研究中，死於該疾病的患者的血液IL-6水準比幸存者高。現在，臨床試驗正在評估COVID-19患者中IL-6阻斷抗體（用於治療類風濕關節炎的藥物）。

這項新的研究沒有解決NAM與神經的交織如何與這些免疫細胞的功能有關。Khanna希望通過消耗NAM並評估周圍神經的健康狀況，或者通過檢查在不同類型的感染過程中如何影響氣道神經來獲得對未來小鼠研究的了解。鑒於最近的研究表明，神經元與免疫系統之間的聯繫很有趣，這表明腸道巨噬細胞與神經纖維之間的化學串擾可以控制蠕動，蠕動是食物在消化道中移動的過程。

一個更緊迫的問題是NAM是否參與了COVID-19。為此，Khanna與NYU Langone Health合作，從死於該病的人那裡獲取新鮮的肺組織，但這樣做在後勤方面很困難，而且可能有風險，鑒於紐約市案件數量的增加，目前更大的挑戰是“基本上，我們的實驗室已經關閉”，Khanna說。