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对新冠病毒最敏感的器官,可能是它?

陌上美国 2020-08-25

The following article is from 北美新药科普历史网 Author 项西行


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现代分子生物学的蓬勃发展,反而让更多的一般大众能够自力更生,去接近生物医学的核心。今天谈的这个话题,好像非常专业,其实人人都可以尝试探索一下,比如,你可以打开下面这个网站:


https://gtexportal.org

然后在“基因”(Gene)的框框里键入ACE2, 点击回车会看到一个下面这样的图(图具体的样子可以自我调节定制,比如点击根据含量的中值而排序的选项)。



这个ACE2,是“血管紧张素转化酶2”的英文缩写。进入2020的这四个月来,我们当中的很多人早就熟知了这个生化名词,它是新冠病毒进入人体细胞的受体和途径。



细胞表面的ACE2受体,象一只小手一样紧紧抓住病毒表面的刺突分子,促使它被细胞吞噬,然后在细胞内复制。


从某种意义上,这个受体ACE2在组织中的含量,以及它和病毒的结合能力,在很大程度上会影响新冠病毒的感染和入侵能力。这个网站,恰恰就储存了人类所有的基因在各种组织器官中的含量。那么我们就依据ACE2含量水平的排名前十名,来大致揣测一下什么样的器官比较容易成为新冠病毒攻击的靶子。


排名第一的,你也许想不到,竟然是它:

睾丸。

新冠病毒对男性生殖系统的损伤,有一定的临床证据。比如,和新冠高度类似的SARS病毒,它的受体也是这个ACE2,曾有研究发现严重的非典患者曾饱受睾丸炎的折磨。

早在1月24日,中国的医生团队发表了41位新冠病人的临床特征,这其中男性占了73%而女性只有27%。如果这样的男女不平衡是由于样本太小的话,这周纽约市又总结了一组将近400人的新冠病人,其中男性60%而女性是40%。这样的差异就绝对不能用随机误差来解释了。

来自印度的一组68位病人,48位男性病人入院后平均需要6天才能到达核酸转阴,而女性病人的平均转阴时间要短,是4天,这个差异也似乎在统计上足够显著了(此文尚未正式发表)。

如果富含新冠病毒受体的睾丸能够解释男女在感染和恢复上的差别,那么这个现象在公共卫生上就具有重要意义。由于睾丸挂在体外,受自体免疫系统监视的程度相对低,它就有可能成为病毒在体内最后的避难所,难以清除。就算病人最终病愈出院,深藏在睾丸的微量病毒,也许会在机会适当时反攻倒算造成复阳,或者通过性行为传播,给流行病的控制带来严重麻烦。

另外,考虑到病毒的易感性,如果大比例的感染造成世界范围内男性生殖力广泛下降,那么这个病毒的社会代价就不是一两代人能估算得清了

不过,当下的评估仅仅是揣测性的,有待最终流行病学的普查和实验的确认。

第二名:小肠(与之相关其他消化组织还包括结肠,食道粘膜,唾液腺)

这个发现的医学意义不清楚,在目前报道的病例中,有大概10%的病人报道了腹泻恶心的症状。

第三名:脂肪组织(包括内脏脂肪和皮下脂肪) 

这个发现,也许对理解世界各国之间差异极大的感染率和死亡率有一定意义。

根据中国3月9日发表的对191位病人的回顾性研究,新冠病人的头号杀手就是年龄。54位病逝者的平均年龄接近70岁,而幸存者的平均年龄为52岁。

在欧洲,意大利是一个新冠死亡率比较惨烈的国家,高达10%。而这个国家的老龄化排名是世界第二,仅次于日本这个新冠疫情相对较轻的国家。在这方面,美国相对幸运一些,她的老龄化排名是第39名,低于其西欧伙伴。

不过,美国近来的新冠死亡率也在飙升,达到了5%,远远高于CDC原来乐观预期的1-2%左右,这是为什么呢?我们必须指出美国在某一个健康指标上表现堪忧,那就是肥胖率。在维基上查到的各国身高体重指数上,美国排在第16位,说明其国民的肥胖问题远高于她的其他西方伙伴,比如英(39名)法(120名,苗条!)德(76名)意(92名)西(62名)。在美国内部,肥胖问题最严重的非裔群族,也恰恰是死亡率最高的。考虑到脂肪组织高量生产病毒受体,这是否会造成病毒在脂肪内积累而不易清除呢?

大部分东亚国家和地区,中日韩越泰新港台,在老龄化和肥胖率问题上的表现都远优于欧美,比如中国的肥胖率排名是143,比法国还苗条;老龄化是世界65位。这些因素是否在某种程度上解释了欧美的新冠死亡率高于东亚呢

第四:肾脏(包括皮质和髓质)和第五:心脏(房室和冠状动脉)

在新冠感染的重症患者中,有很高比例的心肾受损甚至衰竭,目前我们不清楚这是由于病毒优先攻击受体含量较高的这两个器官,还是病毒反应引起了炎症风暴,激化了自体免疫系统对这两个脏器的绝杀。

第六:甲状腺
尚无相关报道。

第七:乳腺
尚无相关报道。

第八:女性生殖系统(包括阴道,卵巢,输卵管)

和男性睾丸不同,这些系统位于体内,处于自体免疫系统的监视之下,希望不会象前者一样可能成为储存病毒的后花园。

第九:胰脏

医学意义尚不清楚。我们只知道肥胖,糖尿病和血糖代谢失常会显著增加新冠死亡的危险。胰脏是分泌胰岛素的中心,它是否会成为病毒的攻击对象,从而影响胰岛细胞生产胰岛素调控血糖的功能,进而进一步恶化病毒感染的症状?这是一个大胆的设想,有待于实验的证实。

第十:肺。

这乍一看令人困惑不解,因为新冠病毒感染最显著的症状就是肺炎,而现在看来,病毒受体在肺泡细胞表面的含量并不高,让它仅仅勉强跻身于十大排名的最后一名。

不过,新冠病毒的传播途径是飞沫和空气,而肺是这十大系统中唯一和空气直接亲密接触的脏器,这注定了肺成为病毒和人体免疫系统争夺控制权的第一个战场。而且,根据不久前《自然医学》杂志的一篇论文,新冠病毒的表面刺突蛋白,由于在动物内进化和从动物到人跳跃的过程中,其序列发生了选择性的优化,它和ACE2受体的结合能力,远远高于原来的SARS病毒。所以,哪怕是肺泡细胞表面的ACE2水平一般般,新冠病毒也能有效地结合之并借机进入细胞,大肆复制。这也是此病毒极其容易传染的一个重要分子生物学原因。

新冠病毒受体ACE2在人体组织内的广泛存在,是一个令人不安的发现。唯一令人欣慰的是,在几乎所有的大脑中枢神经细胞中,病毒受体的含量都极低。这意味着,病毒也许固然能够洞穿我们的下半身,人类依然可以用上半身的智慧去战胜它


参考资料:
标题图片来自 https://www.axios.com/coronavirus-pandemic-us-preparation-failure-f84e657e-2ba4-4d64-9819-d13a647350f5.html
https://m.chinanews.com/wap/detail/zw/sh/2020/03-13/9123333.shtml
Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)30183-5/fulltext
Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)30566-3/fulltext
Delayed clearance of SARS-CoV2 in male compared to female patients: High ACE2 expression in testes suggests possible existence of gender-specific viral reservoirs
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20060566v1
肥胖率:https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_body_mass_index
老龄化排名:http://www.chamiji.com/201803202155.html
https://k.sina.cn/article_1655703524_62b007e400100q3p5.html?from=news
https://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=bd8418815025
The proximal origin of SARS-CoV-2
https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9

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