难怪症状多样、传播性强…袁国勇团队研究解释新冠病毒和SARS的差异

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随着战“疫”的持续，我们已经知道，虽然是SARS病毒（SARS-CoV）的近亲，但新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疾病症状多样，轻重症差异大，传播也更广泛。然而，疾病特点的背后，病毒与宿主的相互作用特点并不清晰。

《柳叶刀-微生物》最新发表一项来自袁国勇院士团队的重要研究，系统分析了新冠病毒对不同人体组织细胞、不同物种细胞的偏好，以及病毒复制和细胞损伤特点，并与SARS病毒进行了比较。作者团队表示，这些发现从组织细胞培养水平上解释了新冠病毒和SARS病毒在临床表现和可传播性上的差异。

截图来源：The Lancet Microbe

这项研究中所用的新冠病毒来自一名香港确诊患者的鼻咽拭子，SARS病毒来自在香港大学微生物学系存档的临床分离株。各项实验中，初始接种病毒的细胞占总细胞数的10%。

研究人员首先在9种人类细胞系中测试了病毒敏感性。他们观察到，有5种很容易被新冠病毒感染，120小时内病毒可大量复制。这些易感细胞系中，新冠病毒的复制在肺和大肠细胞中最稳定，其次是肝和肾细胞系，在神经元细胞中也检测到了一定的病毒复制。

这与SARS病毒的细胞趋向性相似，在除神经元细胞的其他上述4种细胞系中，SARS病毒也能够大量复制，但其对大肠细胞系的感染能力更强。进一步的数据表明，120小时内，新冠病毒在肺细胞系中的病毒复制量更高，而SARS病毒在大肠细胞系中的复制量更高。

▲新冠病毒和SARS病毒对不同人体细胞系的感染复制能力（图片来源：参考资料[1]）

作者团队指出，两种病毒在不同组织细胞中的复制能力，都在一定程度上解释了相应的临床现象：

• 两种冠状病毒在肺细胞系中的大量复制，与其引起下呼吸道感染的能力相对应。

• SARS病毒在肠道中复制能力更强，则支持了SARS患者腹泻发生率更高的现象。在一些大型临床队列中，新冠病毒疾病（COVID-19）患者的腹泻发生率约4%-6%，而腹泻是SARS的最常见的肺外临床表现，既往报道发生率达20%。

• 两种病毒在肝肾细胞中也有较强的复制能力。在临床上，也有超过40%的COVID-19患者和SARS患者出现肝功能障碍，有3%-7%的COVID-19患者发生急性肾脏损伤。

• 不同于SARS病毒，新冠病毒在神经元细胞中具有复制能力，多达9%的COVID-19患者会出现意识模糊或头晕，而很少报道SARS患者出现神经系统症状。（相关阅读：超1/3新冠患者有神经系统症状，武汉协和医院团队JAMA子刊发文提醒）

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接下来，研究人员测试了病毒的动物物种偏好。在16种非人类细胞系中，有6种容易被新冠病毒感染，包括3种猴类肾脏细胞系和分别来自猫、兔、猪的肾脏细胞系，在猴类和猪细胞中的复制最为旺盛。在来自狗、鸡、老鼠、仓鼠的细胞系中，则复制能力相对较低。SARS病毒的情况仍然与之相似，但值得注意的是，SARS病毒还能在中华菊头蝠（Rhinolophus sinicus）的肾细胞中大量复制。

在所有25种细胞系中进一步评估病毒诱导的细胞损伤发现，新冠病毒只在非洲绿猴和恒河猴的肾脏细胞中造成了实质性的损伤。同样容易大量复制的人肺和大肠细胞系，却在接种病毒120小时后仍未观察到细胞活性明显降低。而且，对比之下，新冠病毒诱导的细胞损伤少于SARS病毒，表现在更晚出现损伤，损伤程度更轻。

图片来源：pixabay

结合病毒复制情况，这些数据也潜在解释了新冠病毒更广泛的人际传播：

• 实验提示新冠病毒在肺细胞中复制能力强于SARS病毒，多项研究也提示新冠病毒的受体结合力要强于SARS病毒，这可能有助于新冠病毒进入肺细胞，并通过呼吸道飞沫而导致更广泛的人际传播。

• 蝙蝠被认为是SARS样冠状病毒的潜在天然宿主，对于两种病毒感染蝙蝠细胞的结果差异，作者团队认为强化了一种可能性：即新冠病毒已经很好地适应人类，在中华菊头蝠细胞系中复制能力减弱。

• 新冠病毒能够高水平复制而不引起实质性宿主细胞损伤，可能有利于有效人际传播。

作者团队表示，尽管细胞系实验无法完全代表新冠病毒在人体内的情况，病毒株和细胞系的多样性也有限，但总体而言，这些数据为新冠病毒感染不同于SARS的发病机理和高传播性提供了新的见解。

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参考资料

[1] Hin Chu, et al., (2020). Comparative tropism, replication kinetics, and cell damage profiling of SARS-CoV-2 and SARS-CoV with implications for clinical manifestations, transmissibility, and laboratory studies of COVID-19: an observational study. The Lancet Microbe, DOI: 10.1016/S2666-5247(20)30004-5

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