【Lancet子刊】复旦大学附属中山医院揭示新冠病毒如何影响肝脏,影响COVID-19预后

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01复旦大学附属中山医院团队在期刊《eBioMedicine》上发表研究论文,揭示新冠病毒感染肝脏与COVID-19预后之间的关系。

02研究发现,SARS-CoV-2感染肝脏与病情严重程度相关,重症患者中病毒蛋白和RNA检测呈阳性。

03通过空间转录组学分析,团队发现随着病情加重,病毒对肝脏的影响加剧,病毒主要位于肝细胞和红细胞的特征群中。

04然而,在中度病例的肝脏中未检测到病毒蛋白,表明病毒可能在进入肝脏前已被控制。

05研究还发现,T细胞反应与肝损伤有关,病毒感染肝脏得到缓解的患者中观察到肝脏T细胞增加,而死亡患者中未观察到。

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【导读】肝脏受累是COVID-19的常见并发症,尤其是在住院患者中。然而,其潜在的机制,尚未完全明了。

2024年12月21日,复旦大学附属中山医院Fang Zhong教授团队在期刊《eBioMedicine》上发表了题为“Combination of spatial transcriptomics analysis and retrospective study reveals liver infection of SARS-COV-2 is associated with clinical outcomes of COVID-19”的研究论文。这项研究提供了SARS-CoV-2感染肝脏的临床证据,让人们了解了SARS-CoV-2对肝脏的影响,并通过评估COVID-19患者的血清ALB浓度波动,提供了一种评估死亡风险的潜在方法。

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https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(24)00553-X/fulltext

新冠病毒与肝功能异常

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肝功能异常提示肝脏受累,这在COVID-19住院患者中很常见,也是COVID-19不可忽视的临床并发症。一些研究描述了肝损伤,表现为丙氨酸氨基转移酶(ALT)或天门冬氨酸氨基转移酶(AST)水平升高。越来越多的证据表明,SARS-CoV-2可进入肝细胞,尽管肝细胞中ACE2的表达量极低,且仅有2.5%-76.3%的患者出现谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)水平升高。有趣的是,一些患者的肝功能异常被认为是由药物治疗引起的。病毒RNA的检测,可能是由于肝脏的血液循环所致。


在这项研究中,团队对肝功能异常的SARS-CoV-2感染者的肝组织进行了染色。团队发现,在死亡患者或重症患者中可检测到病毒蛋白,而在度患者中则检测不到。SARS-CoV-2主要位于肝细胞和红细胞的特征群中。此外,只有在重症存活患者的病毒阳性集群中,T细胞的基因表达才会增强。在死亡患者的病毒阳性集群中观察到白蛋白(ALB)转录减少。团队通过临床队列证实,血清ALB水平降低或持续偏低与COVID-19患者的预后密切相关,ALB的波动可用于评估死亡风险。

感染SARS-CoV-2后肝脏的分布和变化

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空间转录组学分析显示,在中度、重度和死亡病例的样本中,特征基因富集成簇。在重症病例的病毒RNA富集簇2和4,以及死亡病例的簇3、4、5和8中发现了红细胞基因(AHSP、CA1和SLC4A1)。AHSP(红细胞)、ISLR(肝星状细胞)、ISGF6(Kupffer细胞)、JCHAIN(浆细胞)和CD3D(T细胞)也出现在Violin斑点中。关于SARS-CoV-2可感染红细胞并导致血凝的报道,也证实了这一发现。


在重症病例中,簇1和簇4由具有丰富窦状结构的肝细胞组成,簇2由肝细胞组成,簇3和簇5高度表达胆管细胞和血管特异性基因。在死亡患者中,簇9和簇10富含胆管细胞和血管内皮细胞特异性基因,簇2、3、4、5和8中与窦状细胞相关的基因数量较多。簇1、2、3、4、6和7,还高度表达肝细胞特异性基因。EPCAM、SLC10A1、C8A、EHD3和ECSCR也出现在Violin斑点中。SARS-CoV-2 RNA富集在死亡患者的第3、4、5和8簇中。

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 COVID-19患者肝脏的特征。

总结

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1. 病毒蛋白和RNA的检测:研究团队在重症死亡患者的肝脏中检测到了病毒蛋白和RNA,暗示病毒的进入和翻译是可能的。

2. 病情严重程度与肝脏影响:通过组织空间转录组学分析,发现随着COVID-19病情的加重,病毒对肝脏的影响也加剧。

3. 病毒进入肝脏的控制:在中度病例的肝脏中未检测到病毒蛋白,表明病毒可能在进入肝脏前已被控制。

4. T细胞反应与肝损伤:病毒感染肝脏得到缓解的患者中观察到肝脏T细胞增加,而死亡患者中未观察到,T细胞反应的降低与严重的COVID-19相关。

5. T细胞交叉识别和肝损伤:SARS-CoV-2引发的T细胞反应可能导致肝损伤,ABCD3肽的正常肝细胞可被SARS-CoV-2特异性T细胞交叉识别。

6. 转氨酶与肝脏损伤:在COVID-19死亡患者的肝组织中未发现转氨酶水平升高,而在存活患者中升高,表明细胞毒性T细胞可能是导致转氨酶升高的原因。

7. ALB表达与病情评估:在SARS-CoV-2 RNA水平较高的集群中,ALB的表达受损,血清ALB浓度降低,可能作为评估患者死亡风险的指标。

8. 病毒致病机制和免疫反应:研究揭示了病毒在肝脏的空间分布和免疫特征,提出T细胞TCR CDR3的克隆和重组是控制肝内病毒的关键,并证实SARS-CoV-2促进死亡患者肝细胞的凋亡,导致ALB表达受损。


参考资料:


1.Vinayagam, S. ∙ Sattu, K.

SARS-CoV-2 and coagulation disorders in different organs

Life Sci. 2020; 260, 118431


2.Zhang, Y. ∙ Geng, X. ∙ Tan, Y. ∙ et al.

New understanding of the damage of SARS-CoV-2 infection outside the respiratory system

Biomed Pharmacother. 2020; 127, 110195


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