Nature子刊:单细胞技术揭示新冠肺炎患者肺泡灌洗液免疫细胞特征 | COVID-19一周精选【5.9-5.15】

2020-05-18 233文献解读

截至5月15日12时,CNGBdb病毒数据库(VirusDIP):

总数据量:GISAID EpiCoV™ 25250条,CNGBdb新冠病毒数据库3569 条;
 上周新增(5.9~5.15):GISAID EpiCoV™ 7797条,CNGBdb新冠病毒数据库1373条;
CNGBdb归档:75条新冠病毒组装数据,83条新冠病毒测序数据(其中32条为公开数据)。

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每周CNGBdb为您精选,COVID-19一周研究速览

标题:COVID-19患者支气管肺泡免疫细胞的单细胞景观
期刊:Nat Med
DOI:https://doi.org/10.1038/s41591-020-0901-9
摘要:与COVID-19严重程度相关的呼吸道免疫特征目前尚不清楚。我们用单细胞RNA测序法对不同程度COVID-19患者和健康人的支气管肺泡灌洗液免疫细胞进行了鉴定。重症COVID-9患者支气管肺泡灌洗液中富含促炎性单核细胞源性巨噬细胞。中度病例以CD8+T细胞高度克隆性扩增为特征。支气管肺泡免疫微环境图谱提示COVID-19发病机理和恢复的潜在机制。

标题:SARS-CoV-2感染宿主细胞的蛋白质组学研究揭示治疗靶点
期刊:Nature
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2332-7
摘要:一种新的冠状病毒最近被发现并命名为SARS-CoV-2。人类感染可导致COVID-19,该病已在全球迅速蔓延。SARS-CoV-2与其他冠状病毒有一些相似之处。然而,治疗方案和细胞对SARS-CoV-2感染的了解还很缺乏。在这里,我们鉴定了受SARS-CoV-2感染调控的宿主细胞途径,并表明这些途径的抑制阻止了病毒在人类细胞中的复制。建立了SARS-CoV-2临床分离株感染人细胞培养模型。利用该系统,我们通过翻译组和蛋白质组技术在感染后不同时间测定了SARS-CoV-2的感染情况。这些分析表明,SARS-CoV-2改变了细胞的翻译、剪接、碳代谢和核酸代谢等中枢途径。针对这些途径的小分子抑制剂阻止了病毒在细胞中的复制。我们的结果揭示了SARS-CoV-2的细胞感染特征,并由此确定了抑制病毒复制的药物。我们期望我们的研究结果能指导人们理解宿主细胞调节SARS-CoV-2感染的分子机制。此外,我们的发现为COVID-19治疗方案的开发提供了见解。
* 特别说明:这是一篇未经编辑的文章,已被接收,但还没有完成最终的校对工作,文中可能存在一些细节上的错误。为了让研究结果尽早公布,已提前发布此文。

标题:检测人SARS-CoV-2血清转化的血清学方法
期刊:Nat Med
DOI:https://doi.org/10.1038/s41591-020-0913-5
摘要:在这里,我们描述了一种血清酶联免疫吸附试验,用于筛选和鉴定人类SARS-CoV-2血清转换器。该方法不需要处理感染性病毒,可调节检测血清和血浆中不同抗体类型,且易于定量。血清学检测对于确定人群中先前接触SARS-CoV-2的情况、确定恢复期血浆治疗的高反应性人类供体以及研究保护的相关性具有重要意义。

标题:COVID-19患者死亡率预测模型
期刊:Nat Mach Intell
DOI:https://doi.org/10.1038/s42256-020-0180-7
摘要:COVID-19病例的突然增加给全世界的医疗服务带来了巨大压力。在这个阶段,快速、准确和早期的疾病严重程度的临床评估是至关重要的。为了支持卫生保健系统的决策和后勤规划,本研究利用485名感染患者的血液样本数据库,以确定疾病死亡率的关键预测生物标志物。为此,机器学习工具选择了三种生物标记物:乳酸脱氢酶(LDH)、淋巴细胞和高敏C-反应蛋白(hs-CRP),它们能提前10天以上预测单个患者的死亡率,准确率超过90%。特别是,相对较高水平的LDH似乎在区分绝大多数需要立即就医的病例方面发挥了关键作用。该发现与当前医学知识一致,即高LDH水平与各种疾病(包括肺部疾病,如肺炎)中发生的组织分解有关。总体而言,本文提出了一种简单且可操作的决策规则,可以快速预测处于最高风险的患者,从而可以对患者进行优先排序,并有可能降低死亡率。

标题:一对非竞争性的人类中和抗体阻止COVID-19病毒与其受体ACE2结合
期刊:Science
DOI:10.1126/science.abc2241
摘要:中和抗体可能是抗COVID-19大流行的抗病毒药物。在这里,我们报告了从一个恢复期病人中分离出四种人源单克隆抗体,所有这些抗体都显示出中和能力。B38和H4阻断病毒S蛋白RBD与细胞受体ACE2的结合。竞争分析表明它们在RBD上有不同的表位,使它们成为潜在的病毒靶向MAb-pair,以避免在未来的临床应用中免疫逃逸。此外,一项在小鼠模型中的治疗研究证实,这些抗体可以降低感染肺部的病毒滴度。RBD-B38复合物结构显示表位上的大部分残基与RBD-ACE2结合界面重叠,说明了阻断作用和中和能力。我们的结果突出了基于抗体的治疗方法的前景,并为合理的疫苗设计提供了结构基础。

标题:患有心力衰竭的男性和女性的循环血浆血管紧张素转换酶2浓度以及肾素-血管紧张素-醛固酮抑制剂的作用
期刊:European Heart Journal
DOI:https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa373
摘要:目的:当前流行的冠状病毒SARS-CoV-2感染了广泛的年龄组,但主要是老年人,特别是男性和心血管疾病患者。最近的报道表明肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)抑制剂的使用有关。血管紧张素转换酶2 (ACE2)是冠状病毒的功能受体。较高的ACE2浓度可能会增加RAAS抑制剂患者对SARS-CoV-2的易感性。方法和结果:我们测量了1485名男性和537名女性心力衰竭患者的ACE2浓度(指数队列)。结果在1123名男性和575名女性中得到验证(验证队列)。男性的中位年龄为69岁,女性为75岁。两组ACE2浓度升高的最强预测因子均为男性(估计值分别为0.26、P<0.001和0.19、P<0.001)。在指数队列中,使用ACE抑制剂、血管紧张素受体阻滞剂(ARBs)或盐皮质激素受体拮抗剂(MRAs)不是血浆ACE2的独立预测因子。在验证队列中,ACE抑制剂(估计值为-0.17,P=0.002)和ARB的使用(估计值为-0.15,P=0.03)是低血浆ACE2的独立预测因子,而MRA的使用(估计值为0.11,P=0.04)是高血浆ACE2浓度的独立预测因子。结论:在两个独立的心衰患者队列中,男性患者的血浆ACE2浓度高于女性,但无论是ACE抑制剂还是ARB的使用均与较高的血浆ACE2浓度无关。这些数据可能解释了男性COVID-19发病率和病死率较高的原因,但不支持先前的报道,即ACE抑制剂或ARBs通过增加血浆ACE2浓度增加COVID-19的易损性。

标题:SARS-CoV-2感染的恒河猴呼吸系统疾病
期刊:Nature
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2324-7
摘要:一种新型冠状病毒SARS-CoV-2引起呼吸道疾病,病死率约2%。尽管有关人类疾病的数据正以稳定的速度出现,但SARS-CoV-2发病机制的某些方面只能在动物模型中进行详细研究,因为在动物模型中可以重复取样和组织采集。在这里,我们发现SARS-CoV-2在被感染的恒河猴中引起呼吸道疾病,持续8~16天。肺浸润是人类疾病的一个标志,在肺x线片中可见。在所有动物的鼻子和喉咙的拭子以及支气管肺泡灌洗液中检测到高病毒载量;在一个动物身上,我们观察到直肠脱落时间延长。综上所述,恒河猴重现了在大多数人类病例中观察到的中度疾病。恒河猴作为新型冠状病毒病模型的建立,将加深我们对新型冠状病毒病发病机制的认识,并有助于医学对策的开发和试验。* 特别说明:这是一篇未经编辑的文章,已被接收,但还没有完成最终的校对工作,文中可能存在一些细节上的错误。为了让研究结果尽早公布,已提前发布此文。

标题:SARS-CoV-2对蝙蝠和人体肠道器官的感染
期刊:Nat Med
DOI:https://doi.org/10.1038/s41591-020-0912-6
摘要:截至2020年4月16日, COVID-19确诊病例数已超过200万。根据全基因组序列分析,SARS-CoV-2与马蹄蝠中SARS相关冠状病毒高度同源。在这里,我们展示了可扩张的肠道器官的建立和特征,从马蹄形蝙蝠的鼻渊蝠物种,可以再现蝙蝠肠道上皮。这些蝙蝠肠道完全易受SARS-CoV-2感染,并维持病毒的强劲复制。部分COVID-19患者胃肠道症状的发展和粪便标本中病毒RNA的检测提示,除了呼吸道感染外,SARS-CoV-2还可能引起肠道感染。在这里,我们展示了SARS-CoV-2在人类肠道内的活跃复制,以及从一名腹泻性COVID-19患者的粪便标本中分离出感染性病毒。我们共同建立了第一个可扩张的蝙蝠肠道上皮类器官培养系统,并提供证据证明SARS-CoV-2可以感染蝙蝠肠道细胞。SARS-CoV-2在人体肠道器官中的大量复制表明,人体肠道可能是SARS-CoV-2的传播途径。

预印本

预印本网站:bioRxiv
标题:SARS-CoV-2受体ACE2的血管周细胞特异性表达-对COVID-19患者微血管炎症和高凝血疾病的影响
主要结论:我们提供的数据表明,ACE2在微血管周细胞中特异性高度表达,但在内皮细胞,血管周巨噬细胞和成纤维细胞中却没有。将血管系统中的周细胞而不是内皮细胞识别为ACE2表达细胞可以解释为什么高血压、糖尿病和肥胖是严重COVID-19患者的危险因素,因为这些情况的特征是内皮屏障功能受损,允许SARS-CoV-2到达并感染周围细胞,这些细胞通常在完整的内皮屏障后被血液屏蔽。这一新的COVID-19周细胞假说是可验证的,为COVID-19的一些最神秘和致命的方面提供了解释,并呼吁进一步研究预防性抗凝治疗的可能益处。
DOI: https://doi.org/10.1101/2020.05.03.07478.

参考文献:
[1] Liao, M., Liu, Y., Yuan, J. et al. Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19. Nat Med (2020). 
[2] Bojkova, D., Klann, K., Koch, B. et al. Proteomics of SARS-CoV-2-infected host cells reveals therapy targets. Nature (2020). 
[3] Amanat, F., Stadlbauer, D., Strohmeier, S. et al. A serological assay to detect SARS-CoV-2 seroconversion in humans. Nat Med (2020). 
[4] Yan, L., Zhang, H., Goncalves, J. et al. An interpretable mortality prediction model for COVID-19 patients. Nat Mach Intell (2020). 
[5] Wu Y, Wang F, Shen C, et al. A non-competing pair of human neutralizing antibodies block COVID-19 virus binding to its receptor ACE2[J]. science, 2020.
[6] Iziah E Sama, Alice Ravera, et al. Circulating plasma concentrations of angiotensin-converting enzyme 2 in men and women with heart failure and effects of renin–angiotensin–aldosterone inhibitors. Eur Heart J. 2020 May 14;41(19):1810-1817. 
[7] Munster, V.J., Feldmann, F., Williamson, B.N. et al. Respiratory disease in rhesus macaques inoculated with SARS-CoV-2. Nature (2020). 
[8] Zhou, J., Li, C., Liu, X. et al. Infection of bat and human intestinal organoids by SARS-CoV-2. Nat Med (2020).
[9] Liqun He,,et al.Pericyte-specific vascular expression of SARS-CoV-2 receptor ACE2 - implications for microvascular inflammation and hypercoagulopathy in COVID-19 patients.bioRxiv. 12 May , 2020.
*注:中文翻译仅供参考,一切内容以英文原文为准。以上内容仅代表文章作者本人观点,不代表深圳国家基因库生命大数据平台观点或立场。

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