为神马感冒、流感和新冠在较冷的月份更常见?米国科学家发现了生物学解释
2022年12月25日 100人阅读 返回文章列表
为神马感冒、流感和新冠在较冷的月份更常见:发现了生物学解释
鼻子内部新发现的一种免疫反应会受到较冷温度的抑制,这提供了为什么感冒、流感和COVID-19等上呼吸
道感染在较冷的月份更常见的证据。该研究得到了米国东北大学和米国国立卫生研究院国家眼科研究所
(P30EY003790) 的资助。
科学家们在鼻子内部发现了一种以前未发现的免疫反应,可以抵抗导致上呼吸道感染的病毒。进一步的测
试表明,这种保护性反应在较冷的温度下会受到抑制,从而更容易发生感染。
这组作者说,这项新研究提供了第一个生物学机制来解释为什么像普通感冒、流感和 COVID-19 这样的病
毒更有可能在寒冷的季节激增。该研究由米国麻省眼耳医院(Mass Eye and Ear)和东北大学的研究人员
于 12 月 6 日发表在《过敏与临床免疫学杂志》(The Journal of Allergy and Clinical Immunology
)上。
该研究的资深作者是米国外科医师学会会员(Fellow of the American College of Surgeons)、麻省眼
耳医院转化研究中心主任 Benjamin S. Bleier 医学博士。
研究者指出:传统上,人们认为感冒和流感季节发生在较凉爽的月份,因为人们更多地被困在室内,空气
传播的病毒更容易传播。然而,我们的研究指出了我们每年看到的上呼吸道病毒感染季节性变化的生物学
根本原因,最近在整个 COVID-19 大流行期间得到了证明。
鼻子是外部环境和身体内部之间的第一个接触点之一,因此,很可能是致病病原体的入口点。病原体被吸
入或直接沉积(例如通过手)进入鼻子前部,在那里它们通过气道向后移动并进入身体感染细胞,这可能
导致上呼吸道感染。长期以来,人们对气道如何保护自己免受这些病原体的侵害知之甚少。
直到2018 年由米国东北大学药学特聘教授 Bleier 博士和 Mansoor Amiji 博士领导的一项研究发现,当
通过鼻子吸入细菌时会触发先天免疫反应:鼻子前部的细胞检测到细菌然后将数十亿个称为细胞外囊泡(
extracellular vesicles 或 EV,以前称为外泌体)的充满液体的微小囊释放到粘液中,包围并攻击细菌
。Bleier 博士将这种 EV 蜂群的释放比作“踢马蜂窝”。
2018 年的研究还表明,EV 将保护性抗菌蛋白从鼻前部的粘液中穿梭到鼻后部,然后在细菌进入体内太深
之前保护其他细胞免受细菌侵害。
对于这项新研究,研究人员试图确定这种免疫反应是否也是由通过鼻子吸入的病毒引发的,这些病毒是一
些最常见的上呼吸道感染的来源。
研究者在不同条件下测试了抗病毒机制。
在第一研究作者、麻省眼耳医院和东北大学研究员 Di Huang(黄迪,音译) 博士的带领下,研究人员分
析了从接受手术的患者和健康志愿者的鼻子中收集的细胞和鼻组织样本如何对三种病毒做出反应:一种冠
状病毒和引起普通感冒的两种鼻病毒。
他们发现每种病毒都会触发鼻腔细胞的 EV 群体反应,尽管使用的信号通路不同于用于对抗细菌的信号通
路。研究人员还发现了一种在对抗病毒的反应中起作用的机制:在它们被释放后,EV 充当诱饵,携带病
毒将与之结合的受体而不是鼻细胞。
诱饵越多,EV 就越能在病毒有机会与鼻细胞结合之前清除粘液中的病毒,从而抑制感染。
研究人员随后测试了较冷的温度如何影响这种反应,考虑到鼻子的内部温度高度依赖于它吸入的外部空气
的温度,这与鼻腔免疫特别相关。他们从室温环境中带出健康的志愿者,将他们暴露在 4.4°C
(39.9°F) 的温度下 15 分钟,发现鼻子内部的温度下降了大约 5°C (9°F)。然后,他们将这种温度降
低应用于鼻组织样本,并观察到免疫反应减弱。鼻细胞分泌的 EV 数量减少了近 42%,EV 中的抗病毒蛋
白也受损。
结合起来,这些发现为上呼吸道感染的季节性变化提供了机制解释。
未来的研究将旨在用其他病原体复制这些发现。这些研究可以作为挑战研究进行,其中动物模型或人类暴
露于病毒并测量他们的鼻免疫反应。
从他们最近的发现中,研究人员还可以想象治疗方法可以诱导和加强鼻子的先天免疫反应。例如,可以设
计一种药物疗法,例如鼻腔喷雾剂,以增加鼻子中 EV 的数量或囊泡内结合受体的数量。
研究人员指出:我们在不断受到“轰击”的鼻子中发现了一种新的免疫机制,并展示了破坏这种保护的因
素。现在的问题变成了,我们如何利用这种自然现象并在鼻子中重建防御机制并加强这种保护,尤其是在
寒冷的月份?