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作者：Dr. Francis Collins
除了由 SARS-CoV-2（COVID-19 病毒）引起的肺炎、血栓和其他嚴(yán)重的健康問題外，一些研究還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)令人不安的聯(lián)系。有些人在急性 COVID-19 感染后可能會(huì)患上糖尿病。 這是怎么回事？?jī)身?xiàng)由 NIH 支持的新研究(目前已在《細(xì)胞代謝》(Cell Metabolism)雜志[1,2]上發(fā)表)有助于回答這個(gè)重要問題，證實(shí) SARS-CoV-2 可以靶向并損害人體的胰島素生成細(xì)胞。 1型糖尿病的發(fā)生是由于胰腺中的β細(xì)胞不能分泌足夠的胰島素讓身體在飯后優(yōu)化食物代謝。由于胰島素不足，血糖水平上升，這是糖尿病的標(biāo)志。 早期的實(shí)驗(yàn)室研究表明，SARS-CoV-2 可以感染人類 β 細(xì)胞 [3]。他們還表明，這種危險(xiǎn)的病毒可以在這些產(chǎn)生胰島素的 β 細(xì)胞中復(fù)制，從而產(chǎn)生更多的自我復(fù)制并傳播到其他細(xì)胞 [4]。 最新的工作建立在這些早期研究的基礎(chǔ)上，以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于COVID-19和糖尿病之間的聯(lián)系。這項(xiàng)工作涉及兩個(gè)由 NIH 資助的獨(dú)立團(tuán)隊(duì)，一個(gè)由加利福尼亞州帕洛阿爾托斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Peter Jackson 領(lǐng)導(dǎo)，另一個(gè)由紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的陳水兵領(lǐng)導(dǎo)。實(shí)際上我是 Chen 團(tuán)隊(duì)研究的合作者之一，因?yàn)槠渲幸恍┭芯渴窃谖椅挥?NIH 國(guó)家人類基因組研究所，貝塞斯達(dá)，馬里蘭州的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的。 兩項(xiàng)研究都證實(shí)了死于COVID-19的人的尸檢樣本中存在胰腺β細(xì)胞感染。杰克遜團(tuán)隊(duì)的其他研究表明，冠狀病毒可能優(yōu)先感染產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞。 這在生物學(xué)上也是有道理的。胰腺中的β細(xì)胞和其他類型的細(xì)胞會(huì)表達(dá)ACE2受體蛋白、TMPRSS2酶蛋白和神經(jīng)素1 (NRP1)，這些都是SARS-CoV-2進(jìn)入并感染人類細(xì)胞所依賴的。實(shí)際上，陳的團(tuán)隊(duì)在對(duì)解剖胰腺組織的研究中發(fā)現(xiàn)了冠狀病毒的跡象，包括能產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞和其他幾種類型的胰腺細(xì)胞。 新發(fā)現(xiàn)還表明，冠狀病毒感染會(huì)改變胰島的功能——胰島是含有 β 細(xì)胞的胰腺組織。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都報(bào)告了證據(jù)表明感染 SARS-CoV-2 會(huì)導(dǎo)致胰島組織中胰島素的產(chǎn)生和釋放減少。杰克遜團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，感染直接導(dǎo)致一些非常重要的 β 細(xì)胞死亡。令人鼓舞的是，他們證明阻斷NRP1可以避免這種情況。 除了損失 β 細(xì)胞外，感染似乎也改變了存活細(xì)胞的命運(yùn)。Chen 的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了單細(xì)胞分析，以仔細(xì)觀察 SARS-CoV-2 感染后胰腺細(xì)胞內(nèi)基因活性的變化。這些研究表明，β 細(xì)胞經(jīng)歷了一個(gè)轉(zhuǎn)分化過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中它們似乎被重新編程。 在這個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞開始產(chǎn)生更少的胰島素和更多的胰高血糖素，胰高血糖素是一種促進(jìn)肝臟中的糖原分解成葡萄糖的激素。他們還開始產(chǎn)生更高水平的一種叫做胰蛋白酶 1 的消化酶。重要的是，他們還表明，這種轉(zhuǎn)分化過(guò)程可以被一種已知的化學(xué)物質(zhì)（稱為反式 ISRIB）逆轉(zhuǎn)，這種化學(xué)物質(zhì)可以減少重要的細(xì)胞對(duì)壓力的反應(yīng)。 這種β細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的后果尚不清楚，但預(yù)計(jì)會(huì)加劇胰島素缺乏癥并提高血糖水平。需要更多的研究來(lái)了解 SARS-CoV-2 如何到達(dá)胰腺以及免疫系統(tǒng)在由此造成的損害中可能發(fā)揮什么作用。最重要的是，這項(xiàng)工作再次提醒人們，如果你還沒有接種疫苗，就應(yīng)該通過(guò)接種疫苗保護(hù)你自己、你的家人和你的社區(qū)免受COVID-19的傷害，并鼓勵(lì)你的親人也這樣做。 參考文獻(xiàn)： [1] SARS-CoV-2 infection induces beta cell transdifferentiation. Tang et al. Cell Metab 2021 May 19;S1550-4131(21)00232-1. [2] SARS-CoV-2 infects human pancreatic beta cells and elicits beta cell impairment. Wu et al. Cell Metab. 2021 May 18;S1550-4131(21)00230-8. [3] A human pluripotent stem cell-based platform to study SARS-CoV-2 tropism and model virus infection in human cells and organoids. Yang L, Han Y, Nilsson-Payant BE, Evans T, Schwartz RE, Chen S, et al. Cell Stem Cell. 2020 Jul 2;27(1):125-136.e7. [4] SARS-CoV-2 infects and replicates in cells of the human endocrine and exocrine pancreas. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A, et al. Nat Metab. 2021 Feb;3(2):149-165. 本文轉(zhuǎn)載自臨床實(shí)驗(yàn)室 |
