由由轉化基因組學研究所（TGen）領導的一項國際研究的結果表明，SARS-CoV-2利用了預先存在的肺部疾病患者的基因變化。研究結果表明，慢性肺部疾病患者的氣道做好了被COVID-19病毒感染的”預備工作”，帶來了更嚴重的癥狀、更差的預后和更大的死亡可能性。
這項研究今天發表在《自然-通訊》上，它詳細介紹了慢性肺部疾病引起的各種細胞分子構成的基因變化，包括襯托肺部和氣道的上皮細胞。該研究詳細說明了這些變化如何幫助使SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）進入人體，進行複製並引發失控的免疫反應，使肺部充滿液體，並經常導致患者需要呼吸機和長時間住院治療。
研究小組利用單細胞RNA測序技術，從各種數據庫中拼出了611398個細胞的遺傳密碼，這些細胞既代表了健康（對照）肺部，也代表了慢性肺部疾病的患者。測序和分析使研究人員能夠確定可能導致COVID-19結果惡化的分子特徵。
TGen綜合癌症基因組學部副教授、該研究的資深作者之一Nicholas Banovich博士說：”我們的結果表明，慢性肺部疾病患者在分子上更容易受到SARS-CoV-2感染。”Banovich博士是人類細胞圖譜肺部生物網絡的主要參與者，該網絡的幾十名成員代表全球80多個機構，也為這項研究做出了貢獻。
此外，老年、男性、吸煙以及高血壓、肥胖和糖尿病等合併症，都是COVID-19的風險因素，而慢性肺部疾病，如慢性阻塞性肺病（COPD）、間質性肺病（ILD），尤其是特發性肺纖維化（IPF），是肺部組織的漸進性結疤和僵化，都會使COVID-19的風險加劇。
范德比爾特大學醫學中心醫學和細胞與發育生物學副教授、醫學博士Jonathan Kropski說：”在大流行的早期，人們就認識到慢性肺部疾病患者患嚴重COVID-19的風險特別高，而我們的目標是深入了解造成這種情況的細胞和分子變化，”他是該研究的共同第一作者。
肺部細胞和免疫細胞的變化
研究人員特別搜索了AT2細胞（一種主要的肺上皮細胞類型）的變化，重點關注與COVID-19相關的細胞途徑和基因表達水平。他們建立了一個 “病毒進入得分”，即與SARS-CoV-2相關的所有基因的綜合得分，並發現慢性肺部疾病患者的細胞得分更高。
他們還探索了免疫細胞的變化，發現了與過度炎症和持續細胞因子產生有關的基因表達失調，這是嚴重SARS-CoV-2感染的兩個標誌性癥狀。COVID-19患者中所謂的細胞因子風暴釋放出一連串的免疫細胞，淹沒了肺部，造成嚴重的器官損傷。
該研究的主要作者之一、Banovich博士實驗室的博士后Linh Bui博士說：”免疫細胞的基因變化，特別是被稱為T細胞的特化白細胞，可能會削弱病人對病毒感染的免疫反應，導致慢性肺部疾病患者出現嚴重疾病和不良後果的風險更高。我們的數據表明，被慢性疾病破壞的肺部在分子和細胞水平上的免疫微環境可能造成COVID-19重症病例。