和SARS类似,新型冠状病毒(COVID-19,国内称NCP)主要通过飞沫传播,并通过呼吸道进入肺部,引起肺炎,因此肺部的CT影像也被当作一个新冠病毒感染诊断的重要判断因素。其他病毒如HBV通过体液和血液传播并导致肝脏肝炎,诺如病毒则通过食物传播并会引起肠胃相关的疾病。究竟是什么因素决定了病毒引起的病变部位呢?
新型冠状病毒通过细胞表面ACE2受体蛋白进入细胞
大部分病毒的结构,外面都是蛋白衣壳里面包裹着病毒遗传物质(DNA或RNA)。而大部分冠状病毒通过表面一种叫做棘突蛋白(spikeprotein)来识别细胞[1]。虽然新型冠状病毒在全基因组序列上和另外两种冠状病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21更接近,然而通过SWISS-MODEL的蛋白结构预测分析却显示出,其受体结合区域和SARS-CoV病毒的更接近[2]。这表明新型冠状病毒和SARS病毒一样,是通过细胞表面受体蛋白angiotensin-convertingenzyme2(ACE2)来进入细胞的。观察表明,spike蛋白与ACE2的亲和力是决定病毒整体复制速度和疾病严重程度的重要因素[3]。如果是这样的话,spike蛋白中对人类ACE2高亲和性的适应性可能是导致SARS或者是新型冠状病毒异常严重的原因。因此,通过了解ACE2和spike蛋白间的相互作用,可能有助于评估任何新的冠状病毒暴发带来的风险。
图1:冠状病毒表面的棘突蛋白。
哪些细胞是有表达ACE2受体蛋白的?
研究表明,ACE2受体蛋白在肺上皮细胞,尤其是肺泡上皮细胞有大量表达[4]。同时在小肠上皮细胞(smallintestinalenterocytes)表面也有发现大量的ACE2受体蛋白表达,而这两者都是和外界环境有接触的细胞。大量的ACE2受体蛋白表达的细胞等于是给病毒打开了多个入侵的大门,这也解释了为什么这次新冠病毒感染的临床表现除了肺炎以外,大部分患者还会出现轻度到严重的腹泻。除此以外,肾脏的肾小球上皮细胞和血管内皮细胞有很少量ACE2受体蛋白表达,其他组织如胸腺,脾脏,淋巴结,免疫细胞和巨噬细胞中也没有检测到ACE2受体蛋白[4]。
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