研究人员已经确立了一种新的潜在细胞因子风暴触发因素,这是一种严重的炎症反应,显著增加了COVID-19患者的死亡风险。
作为COVID-19国际研究团队的一部分,约翰霍普金斯基梅尔癌症中心、费城儿童医院、匹兹堡大学和威尔康奈尔医学院的科学家们揭示了诱发细胞因子风暴的新原因——与COVID-19感染者死亡风险升高相关的强烈炎症反应。
他们的研究结果于11月27日在线发表在美国国家科学院院刊上。
研究团队通过分析来自40名COVID-19死亡者的尸检样本,进行了广泛的基因组调查以寻找细胞因子风暴的原因。他们对来自不同器官,包括肺、心脏、肝脏、肾脏、胸腔中最初处理病毒的淋巴结及病毒进入身体的鼻腔的样本进行了基因组分析。
研究团队专注于约50个在鼻拭子样本中高度活跃的免疫基因,并跟踪它们在尸检组织中的基因组特征。
Stephen Baylin医学博士,一位杰出的癌症研究教授和该研究的高级作者之一,以及首席作者Michael Topper博士,一位Glick学者和肿瘤学讲师,
对许多这些基因很熟悉,它们是被称为炎症小体的一个蛋白质信号网络的一部分——这是一个他们参与表征的系统。炎症小体被激活以消除被病毒或细菌感染的细胞。
“参与炎症小体过度激活的几个基因似乎是调节免疫反应的关键调控因子,这有助于导致这一超炎症过程。这为它们如何触发对各种组织造成严重损害的‘细胞因子风暴综合症’提供了新的视角。”Topper指出。
Baylin解释说,这些免疫基因应该正常开启和关闭;然而,如果它们持续活跃,这就会导致细胞因子风暴——对COVID-19患者而言,这是一个危险的炎症水平,可能是致命的。
本质上,鼻腔中的免疫基因,作为病毒的入口,通过被称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的一种系统传递信号,从而启动细胞因子风暴。
据研究人员称,RAAS是一种通常调节血压、体液和电解质的激素系统,可以引发过度的免疫反应,损害淋巴结对抗感染的能力,并对肺、肾、心脏、肝脏以及其他器官造成重大损害。
“在那些死于COVID-19的患者的血液中可以追踪到这种炎症反应的指标,这使我们能够识别出那些面临最严重和致命感染形式风险的患者,并提示潜在的治疗方案。”Baylin表示。
研究人员也相信,他们的发现可能为长期COVID提供线索,长期COVID是一种在感染COVID-19后持续存在的病症,表现出各种症状,如发热、疲劳、咳嗽、胸痛、心悸、头痛、关节和肌肉疼痛、胃肠问题等。Topper和Baylin表示,这一方面正在进行的研究中。
除了Baylin和Topper,该研究还包括共同第一作者Joseph W. Guarnieri以及与Baylin共同通讯的其他作者:COVIRT的负责人Afshin Behesti,Douglas C. Wallace,Simon Pollett,Deanne Taylor,Eve Syrkin Wurtele,Robert E. Schwartz,Christopher E. Mason,Jeffrey A. Haltom,Amy Chadburn,Henry Cope,Justin Frere,Julia An,Alain Borczuk,Saloni Sinha,JangKeun Kim,Jiwoon Park,Daniel Butler,Cem Meydan,Jonathan Foox,Yaron Bram,Stephanie A. Richard,Nusrat J. Epsi,Brian Agan,Josh G. Chenoweth,Mark P. Simons,David Tribble,Timothy Burgess,Clifton Dalgard,Mark T. Heise,Nathaniel J. Moorman,Victoria K. Baxter,Emily A. Madden,Sharon A. Taft-Benz,Elizabeth J. Anderson,Wes A. Sanders,Rebekah J. Dickmander,Katherine Beigel,Gabrielle A. Widjaja,Kevin A. Janssen,Timothy Lie,Deborah G. Murdock,Alessia Angelin,Yentli E. Soto Albrecht,Arnold Z. Olali,Zimu Cen,Joseph Dybas,Waldemar Priebe,Mark R. Emmett,Sonja M. Best,Maya Kelsey Johnson,Nidia S. Trovao,Kevin B. Clark,Victoria Zaksas,Robert Meller,Peter Grabham,Jonathan C. Schisler,以及Pedro M. Moraes-Vieira。
这项研究得到了国立过敏与传染病研究所(NIAID)内科研究部的资助,以及授予Sonja Best的NIH拨款,还有从DOD授予Douglas Wallace的W81XWH-21-1-0128拨款,资金来源于比尔和梅琳达·盖茨基金会的拨款INV-046722,此外还有其他各种基金会通过多个项目支持Stephen Baylin。
Robert Schwartz担任Miromatrix, Inc.和Lime Therapeutics的科学咨询委员会成员,并为Alnylam, Inc.提供咨询。Douglas Wallace是Pano Therapeutics, Inc.和Medical Excellent Capital的咨询委员会成员。Simon Pollett、Mark Simons、Timothy Burgess和Deanne Taylor承认,他们的工作得到了与阿斯利康公司共同进行的无关的III期COVID-19临床试验的资助,该试验得到了国防部通过西点军校传染病临床研究计划及相关基金会的支持。资金或关联均与本文讨论的研究无关。所有其他作者声明对于本研究没有竞争利益。