孩子和老年人鼻子中的细胞对SARS-CoV-2病毒的反应不同,这可能是儿童COVID-19症状较轻的原因。最近的研究由伦敦大学学院和威廉姆·桑杰研究所领导,发表在《自然微生物学》上,研究了SARS-CoV-2感染对细胞的初始影响。研究的重点是人类鼻上皮细胞(NECs),参与者来自大奥蒙德街医院(GOSH)、伦敦大学学院医院(UCLH)和皇家自由医院,这些医院的参与者捐献了细胞。参与者年龄范围从儿童(0-11岁)到成年人(30-50岁),以及首次研究的老年人(70岁以上)。通过专门的技术,这些细胞被培养并重新生长成在鼻子中发现的各种类型的细胞。随后使用单细胞RNA测序技术识别成千上万的个体细胞的独特基因网络和功能。在对鼻上皮细胞的研究中,研究团队发现了24种不同类型的上皮细胞。来自不同年龄组的细胞培养物被假感染或感染了SARS-CoV-2。
研究团队观察到,在三天后,儿童的鼻上皮细胞(NECs)迅速对SARS-CoV-2作出反应,通过增加干扰素——人体对抗病毒的第一道防线,帮助限制病毒复制。然而,这种早期抗病毒效果随着年龄的增长而降低。
此外,研究人员发现,老年个体的NECs不仅产生了更多的传染性病毒颗粒,而且经历了细胞脱落和损伤增加。
这一强大的抗病毒反应在儿童的NECs中明显高于老年个体的NECs。儿童和老年人之间鼻上皮细胞(NECs)的差异可能是年轻人症状较轻的原因。另一方面,老年人的NECs中增加的损伤和更高的病毒复制可能与该年龄组中观察到的更严重的疾病有关。
项目负责人、伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所的副教授克莱尔·史密斯博士表示:“我们的研究显示了随着年龄增长,鼻子中细胞的组成如何变化,以及这如何影响我们抵御SARS-CoV-2感染的能力。这对于开发针对不同年龄组的有效抗病毒治疗至关重要。”
研究发现,SARS-CoV-2感染对不同年龄组的影响各不相同,老年人面临更高风险的严重COVID-19。
研究的作者之一克尔斯汀·迈耶博士解释说,通过在体外感染上皮细胞并使用单细胞测序研究它们的反应,研究人员对病毒感染动力学有了更详细的了解,并观察到不同类型细胞之间的先天免疫反应显著不同。
虽然感染SARS-CoV-2的儿童很少出现呼吸衰竭,但尽管接种疫苗和医疗护理的改善,85岁以上的人群的死亡风险仍然很高。
该研究强调了年龄作为研究和治疗传染病关键因素的重要性。
共同资深作者、伦敦大学学院医学系的马克·尼科利奇博士对此发现发表了评论,表示:“有趣的是,即使我们从鼻样本中去除了免疫细胞,只留下在培养皿中生长的鼻上皮细胞,我们仍然可以观察到年轻人和老年人在应对SARS-CoV-2时的年龄特异性差异,这有助于解释为什么儿童通常对严重COVID-19的抵抗力较强。”
史密斯博士进一步解释道:“理解细胞差异的影响是我们调查的初始阶段。我们现在的目标是深入研究这些变化的潜在长期影响,并使用我们独特的细胞培养模型开发和评估治疗方法。这个高质量系统的建立得益于我们的赞助商的支持,以及参与者提供样本的意愿。”
研究团队建议未来的研究应考虑衰老过程如何影响机体对各种病毒感染的应对。
本研究的资金由英国研究与创新(UKRI)以及国家卫生与护理研究院(NIHR)大奥蒙德街医院生物医学研究中心提供。该研究由来自多家机构的研究人员进行,包括伦敦大学学院、大奥蒙德街医院、剑桥大学和陈·扎克伯格基金会。