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每日科學:新冠肺炎為何這麽凶猛?放長線釣大魚

【文/每日科學 譯/觀察者網 趙珺婕】

引起肺炎的細菌或病毒(如流感病毒)可能在數小時內散布到肺的大部分區域。在現代的重症監護病房中,這些細菌或病毒通常在患病後的頭幾天會被抗生素或人體免疫系統控制住。

美國喬治亞州亞特蘭大市疾病控制與預防中心(CDC)發布的新型冠狀病毒(2019-nCoV)展示圖。

但是根據1月11日發表於《自然》雜誌上的一項研究,西北大學醫院的研究人員表明新冠肺炎是不同的。

導致新冠肺炎的病毒不會迅速感染肺的大部分區域,而是在肺的多個小區域中建立“轉運站站”。然後,它會劫持肺部自身的免疫細胞,並利用這些細胞在幾天甚至幾周的時間內擴散至整個肺部,就像在森林中散布多處野火一樣。隨著感染緩慢擴散,病毒激活後會在肺部留下損害,並不斷加劇發燒、低血壓的症狀,同時造成對新冠肺炎患者的腎髒、腦、心髒和其他器官的損害。

研究作者說,與其他肺炎相比,新冠病毒的嚴重併發症可能與發病周期長有關,而不是與疾病惡化有關。

這是科學家們首次系統地分析了新冠肺炎患者肺部的免疫細胞,並將其與其他病毒或細菌引起的肺炎患者的免疫細胞進行了比較。

針對新發現的新冠肺炎靶點的藥物試驗

經過詳細分析,研究人員確定了治療新冠病毒(SARS-CoV-2)肺炎並減輕其損害的關鍵目標——其靶點是免疫細胞中的巨噬細胞和T細胞。這項研究表明巨噬細胞——通常負責保護肺的細胞——可以被新冠病毒感染,並且會幫助病毒在肺部傳播。

在2021年初的一項臨床試驗中,西北大學醫院將測試一種針對新冠肺炎患者體內的病毒靶點的實驗藥物。該待測藥物可消除這些免疫細胞的炎症反應,從而啟動受損肺部的修複過程。

使COVID-19像重感冒

西北大學費恩伯格醫學院和西北大學醫院肺與重症監護醫學主任,此項研究的合著者斯科特·布丁格醫生說:“我們的目標是使新冠病毒症狀減輕,讓它像是一場重感冒。”

另一位合著者,費恩伯格肺和重症監護醫學教授、西北大學醫院ICU醫學主任理查德·溫德墨醫生說:“這項努力確實代表了對新冠病毒研究的一個‘探月工程’。”

新冠病毒不太可能完全消失

資深作者之一、費恩伯格肺和重症監護醫學助理教授、西北大學醫院本·辛格醫生提醒:即使大部分人都接種了疫苗,新冠病毒也會像流感一樣,不太可能永遠消失。

從歐洲的變異病毒株案例看出,即使病毒突變,傳染力變更強大,但致死率也同時降低。此為示意圖。(圖源/shutterstock)

“西北大學和其他地區的研究人員已經預料到這種迅速變異的RNA病毒會免疫目前疫苗的機制。”辛格說, “這項研究將幫助我們研發出降低新冠病毒嚴重程度的治療方法。”

使用呼吸機的新冠患者死亡率低於常規肺炎患者

研究還解釋了,為什麽使用呼吸機的新冠肺炎患者的死亡率,要低於普通肺炎患者使用呼吸機的死亡率。因為肺部劇烈燒灼(正常肺炎)有更高的死亡風險,患有新冠肺炎的人患病期長,但其肺部炎症並不像普通肺炎那樣嚴重。

“如果對新冠患者精心護理,並且保證醫保體系正常運轉,他們可以挺過去。” 布丁格說,“這些患者病得很重。他們要花很多時間才能康復。但是,如果有足夠的病床和護理人員,就可以把死亡率控制在20%。當醫療系統不堪重負,死亡率會翻倍,達到40%。”

在這項研究中,科學家對使用呼吸機的86例新冠患者的肺液進行了高分辨率分析,並將其與256例患有其他類型肺炎且使用呼吸機的患者的肺液進行了比較。出於安全的考慮,隻對世界範圍內少數幾個新冠患者實驗組的肺部免疫反應進行了分析。結果,缺少了有關致死新冠重症患者的重要信息。

多年研究肺炎的西北大學科學家準備進行冠狀病毒病肺研究

在西北大學醫院進行的這項研究非常獨特,因為伍德林克及其同事在新冠大流行之前已經研究了肺炎多年。結果,當新冠來襲,他們對於用安全、系統的方式從這些患者的肺部收集液體早已有所準備,並能將其與在新冠大流行之前收集的其他ICU肺炎患者的肺液進行比較。 這項研究的歷史基礎使他們能夠證明新冠患者的肺炎與其他肺炎不同,更重要的是,它能指出這與其他肺炎有何不同。

由於入院人數的大量增加,全球範圍內都出現了呼吸機短缺的狀況。(圖源/AFP)

科學家從患者肺液中取出細胞,研究了這些細胞表現的RNA和蛋白質,從而使他們能夠確定這些免疫細胞如何導致炎症。

這項研究的資深作者之一,醫師亞歷山大·米沙林,是費恩伯格肺和重症監護醫學的助理教授和西北大學醫院的醫生,說道:“如果不直接取樣肺液,就不可能達到這樣的分辨率。”

這項研究的十分複雜,需要在西北大學最先進的研究實驗室中使用最精密的技術,來對患者的樣本進行分析,同時需要100多名研究人員的共同努力。

研究的第一作者是羅根·格蘭特,路易莎·莫拉萊斯·內布雷達和尼古拉·馬可夫。格蘭特是西北大學跨部門神經科學專業的研究生;路易斯·莫拉萊斯·內布雷達博士是西北大學醫師培訓計劃的肺部和重症監護研究員;尼古拉·馬可夫是肺和重症監護醫學部門的計算科學博士後。

這項工作被作為研究組織參加“肺炎治療系統生物學中心的成功臨床反應”的一部分,該中心由伍德林克領導的美國過敏和傳染病研究所資助。

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