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“德尔塔”传播力强的原因,我国科学家查明了!
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虽然奥密克戎变异株已来,但德尔塔变异株仍是全球范围内占主导地位的毒株。从首次发现到以烈火燎原之势席卷全球,德尔塔变异株只用了几个月。

为什么德尔塔变异株传播得如此之快?是什么让德尔塔变异株具有超快传播力?

经过3个多月的“追凶”,中国医学科学院基础医学研究所黄波教授、秦川教授等研究团队最终查明了德尔塔变异株究竟是怎样实现超快传播的。相关研究成果在线发表于国际学术期刊《信号转导与靶向治疗》。

图源:视觉中国

“我们发现,德尔塔变异株能够攻破抗炎型肺泡巨噬细胞的防御机制,通过增加氨基基团的数量,在相对较高的pH环境下,完成刺突蛋白质子化,激活组织蛋白酶。组织蛋白酶通过切割病毒刺突蛋白,导致病毒颗粒的膜和内吞小体的膜在接触部位裂开,使得病毒RNA释放到细胞浆中,进而实现病毒快速传播。”12月21日,黄波告诉科技日报记者。

新冠病毒德尔塔变异株因病毒载量高、传播能力强、传播速度快,出现以后迅速在全球肆虐,成为新冠肺炎疫情流行的主要毒株。

“带有T478K、P681R和L452R突变的德尔塔变异株是怎样实现超快传播的,以前我们不清楚。这项研究揭开了德尔塔变异株超快传播的奥秘。”黄波说道。

要想弄明白德尔塔变异株的传播机制,还得从新冠病毒是怎样感染人的说起。

人体肺部的呼吸气道在终末端出现膨胀,形成如气球样的结构,也就是肺泡。肺泡是氧气和二氧化碳交换的场所,其表面有薄薄一层液体,以维持肺泡的伸张,避免其塌陷。人体吸入空气时,不仅将氧气吸至肺泡,同时不可避免地将空气中潜在的细菌和病毒吸入至肺泡。

为了防御这种病原菌的入侵,在肺泡表面的液体层定居着免疫细胞,特别是具有吞噬功能的巨噬细胞,其在液体层定居的免疫细胞中占比达95%以上,医学上称之为肺泡巨噬细胞。这些巨噬细胞可以吞噬吸入空气中所包含的颗粒和微生物,维持肺泡的干净。

因此,一旦新冠病毒进入肺泡,肺泡巨噬细胞会立即将病毒颗粒吞噬,形成细胞膜包裹病毒颗粒的囊泡,即内吞小体,进而与胞浆内的溶酶体融合,从而将吞噬的生物体包括病毒完全降解。

但是,新冠病毒能够利用肺泡巨噬细胞的特定状态,从内吞小体内逃出,反过来利用巨噬细胞进行自我繁殖。

对此,黄波解释道,这是因为内吞小体内依赖低pH值的组织蛋白酶被激活,组织蛋白酶通过切割病毒刺突蛋白,导致病毒颗粒的膜和内吞小体的膜在接触部位裂开,使得病毒RNA释放到细胞浆中。这样,新冠病毒就可以实现快速增殖。

肺泡巨噬细胞会朝促炎和抗炎两个方向极化,促炎型内吞小体pH值偏酸性,能够促进组织蛋白酶激活,而抗炎型内吞小体pH值偏碱性,能够抑制组织蛋白酶激活。

“少部分人群,其肺泡巨噬细胞偏向促炎型,则易被新冠病毒感染,且易发展为重症,但是正常人的肺泡巨噬细胞偏向抗炎型,通常可以抑制组织蛋白酶激活,从而能够较好抵御新冠病毒的入侵,表现为不发病或轻微感染。” 黄波指出。

然而,黄波等人研究发现,德尔塔变异株能够攻破了抗炎型肺泡巨噬细胞的防御机制。

“德尔塔变异株主要是其刺突蛋白的多个氨基酸发生了改变,改变的规律都是增加了氨基基团。组织蛋白酶活性与内吞小体内pH值密切相关。”黄波说,低pH值可以激活组织蛋白酶,这个过程的本质是病毒刺突蛋白的氨基更容易得到质子,即氨基质子化。

而德尔塔变异株通过增加氨基基团的数量,在相对较高的pH下,即可完成刺突蛋白质子化,从而能够被组织蛋白酶切割,使得病毒RNA被释放,从而实现快速传播。

黄波表示,这项研究有助于为开发小分子药物提供靶点,作用肺泡巨噬细胞,阻断德尔塔变异株病毒RNA从内吞小体逸出,进而将病毒送入溶酶体完全降解,达到预防和病毒早期感染控制的效果。

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