新研究揭开新冠肺炎最严重儿科并发症之谜

拉拉康康 2024-08-17 20:16:41

一项研究表明,儿童多系统炎症综合征(MIS-C)是由免疫系统攻击身体组织引起的,这种攻击是由一种类似于人类蛋白质的冠状病毒蛋白质引发的。这一发现为自身免疫性疾病以及病毒感染与免疫过度反应之间的联系提供了新的见解。

一项研究发现,儿童免疫系统会将COVID-19蛋白误认为是类似的人类蛋白,从而引发 MIS-C,导致严重的自身免疫反应。这一发现为治疗与病毒感染相关的自身免疫性疾病提供了新的视角。

研究揭示了儿童多系统炎症综合征 (MIS-C) 背后的机制。在 COVID-19 疫情的早期阶段,一些儿童在感染病毒时症状轻微或没有症状,但数周后才出现器官衰竭。

大多数人在积极治疗后康复,但他们突然发病的原因仍是一个谜,这种疾病被称为儿童多系统炎症综合征 (MIS-C)。现在,来自加州大学旧金山分校、旧金山陈扎克伯格生物中心、圣犹大儿童研究医院和波士顿儿童医院的科学家团队发现了导致许多此类病例的原因,他们的研究对其他自身免疫性疾病也有影响。

研究人员发现,儿童的免疫系统已经抓住了冠状病毒的一部分,该部分与心脏、肺、肾、脑、皮肤、眼睛和胃肠道中的一种蛋白质非常相似,并对他们自己的组织发起了灾难性的攻击。这项研究于 8 月 7 日发表在《自然》杂志上,提供了迄今为止最清晰的病毒感染与随后的自身免疫性疾病之间的联系之一。

“多亏了我们世界一流的团队,我们找到了儿童患上这种神秘疾病的原因,”加州大学旧金山分校儿科重症监护研究员、论文第一作者 Aaron Bodansky 医学博士说道:“我们希望这种方法能够帮助我们开辟新的领域,让我们了解困扰我们数十年的类似免疫失调疾病,如多发性硬化症或 1 型糖尿病。”

新冠肺炎对儿童造成的意外后果

随着新型冠状病毒在数百万人中传播,MIS-C 病例不断增加,每 2,000 名 18 岁以下 COVID 儿童中约有 1 名患有此病。

波士顿儿童医院重症监护儿科医生、该论文的共同资深作者 Adrienne Randolph 医学博士、理科硕士追踪了这些病例,并通过她创建的名为“战胜 COVID-19”的全国儿科重症监护室网络收集了患者样本。

“每当一个地区的新冠肺炎病例达到顶峰,大约 30 天后,我们的重症监护室网络中就会出现大量患儿,他们看起来像是感染性休克,但他们的检测结果均为阴性,”Randolph 医学博士说:“如果我们没有干预和支持他们,他们可能会死。”

在加州大学旧金山分校治疗患有 MIS-C 的儿童时,Bodansky 发现该病与川崎病和其他他长期寻求更好了解的罕见儿科炎症疾病相似。

论文共同作者、加州大学旧金山分校糖尿病中心主任 Mark Anderson 医学博士、哲学博士建议 Bodansky 尝试他和旧金山陈扎克伯格生物中心总裁 Joe DeRisi 博士正在使用的一种工具,称为噬菌体免疫沉淀测序 (PhIP-Seq),看看它是否能发现 MIS-C 的原因。

PhIP-Seq 筛查血液中的自身抗体,即错误地攻击人体而不是外部威胁(如病毒)的抗体。加州大学旧金山分校生物物理学和生物化学教授、通讯作者 DeRisi 已经使用 PhIP-Seq 了解严重的神经系统症状,以及病毒感染与多发性硬化症之间的联系。

“我们想,免疫系统中是否存在某种触发因素,导致 MIS-C?” Anderson 回忆道:“多亏了我们儿科重症监护室参与的‘战胜新冠肺炎’项目,我们意识到可能有足够的样本对患有 MIS-C 的儿童进行 PhIP-Seq,并将他们的抗体与感染过 COVID 但没有感染 MIS-C 的儿童进行比较。”

疾病现场的 SARS-CoV-2 指纹

经美国疾病控制与预防中心 (CDC) 批准,Randolph 将 199 名患有 MIS-C 的儿童的样本,以及 45 名在 COVID 之后未患上 MIS-C 的儿童的样本,送往加州大学旧金山分校。

PhIP-Seq 发现,三分之一的 MIS-C 病例对一种不为人知的人类蛋白质 SNX8 产生了自身抗体,这种蛋白质存在于全身某些免疫细胞中。出于某种原因,免疫系统会产生针对自身的抗体。

科学家们花了几个月的时间寻找这些自身抗体与SARS-CoV-2之间的联系。后来,一天深夜,当德里西和博丹斯基一起看着电脑屏幕上的 SNX8 时,他突然灵光一闪。如果这种人类蛋白质与 SARS-CoV-2 的 N 蛋白的一部分相似会怎样?

“我们在我的电脑上进行了分析——我自己做的——结果完全吻合!”DeRisi 博士回忆道:“这是同一件事。这让我们大吃一惊。”

接下来,研究小组筛选了 MIS-C 儿童的抗病毒蛋白抗体。这些抗体靶向的是与 SNX8 相匹配的 N 蛋白部分。但健康儿童的抗体靶向的是 N 蛋白中与人类蛋白不相似的其他部分。

T 细胞恶作剧

自身抗体 SNX8 与 N 蛋白的匹配是自身免疫反应过度的明显迹象。但有一个问题:抗体只能攻击血液中漂浮的威胁。SNX8 隐藏在细胞内,细胞无法发现。

Anderson 和Bodansky 怀疑杀伤性 T 细胞(负责筛选人类细胞内容并摧毁受感染细胞)与这起错误的分子身份有关。加州大学旧金山分校神经病学教授、论文合著者乔·萨巴蒂诺 (Joe Sabatino) 博士发现,MIS-C 患者的一些 T 细胞似乎以 SNX8 为目标。

为了证明这些 T 细胞确实在攻击两个目标,圣犹达儿童研究宿主-微生物相互作用教授 Paul Thomas 博士和他的团队仔细筛选了一些 MIS-C 患者的 T 细胞,以寻找与人类 SNX8 和病毒 N 蛋白的匹配。

通常,做这样的实验就像大海捞针。人体有如此多种类型的 T 细胞,因此需要在实验室中培养或扩增它们,才能找到罕见的罪魁祸首。

MIS-C 样本有所不同。

“我们直接从患者体内提取这些 T 细胞,不经过任何扩增,就发现了针对这两种不同靶蛋白的 T 细胞簇,”论文共同通讯作者 Thomas 说道:“这让我们非常有信心,这种与自身抗体谱相关的反应是这些患者中的一部分自然产生的。”

自身免疫性疾病的广泛教训

大多数患有 MIS-C 的儿童已经完全康复,大型重症监护室现在每年只接诊少数新病例,大多是未接种疫苗的儿童。通过追踪该疾病从病毒到自身抗体再到 T 细胞的过程,该研究结果为更广泛地研究自身免疫性疾病(并希望有朝一日能够治疗)指明了新方法。

“这篇论文很特别,因为它确实找到了确凿的证据——是什么让这些孩子如此虚弱,”DeRisi 博士说:“它为理解为什么会发生这么多感染后可怕的炎症性自身免疫事件打开了大门。”

来源:加州大学旧金山分校

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