揭露COVID-19:数学模型建议最佳治疗策略

控制COVID-19需要的不仅仅是广泛接种疫苗;它还需要更好地理解为什么这种疾病在一些人身上没有明显的症状，但在另一些人身上却导致了快速的多器官衰竭和死亡，以及更好地了解什么治疗方法最有效，对哪些病人最有效。

为了迎接这一前所未有的挑战，马萨诸塞州总医院(MGH)的研究人员与布里格姆妇女医院和塞浦路斯大学的研究人员合作，创建了一个数学模型基于生物学，该生物学结合了有关导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2的已知感染机制，以及在COVID-19患者中测试的各种治疗方法的潜在作用机制的信息。

该模型及其重要的临床应用在该杂志上进行了描述美国国家科学院院刊(PNAS)。

“我们的模型预测抗病毒和抗炎药根据疾病进展的阶段，最初用于治疗COVID-19的药物可能疗效有限，”MGH和哈佛医学院(HMS)放射肿瘤系Edwin L. Steele实验室的通讯作者Rakesh K. Jain博士说。

杰恩及其同事发现，在所有患者中，病毒载量(血液中SARS-CoV-2颗粒水平)在早期肺部感染期间会增加，但从第五天开始可能会向不同方向发展，这取决于关键的免疫保护细胞，即T细胞的水平。T细胞是第一反应者免疫系统这有效协调了豁免的其他方面。T细胞的反应被称为适应性免疫，因为它很灵活，能对直接的威胁做出反应。

在35岁以下免疫系统健康的患者中，T细胞的持续招募，伴随着病毒载量和炎症的减少，以及非特异性免疫细胞(所谓的“先天”免疫)的减少。所有这些过程都降低了血凝块形成恢复肺组织的氧气水平，这些病人往往会恢复。

相比之下，那些在感染时有较高炎症水平的人——比如糖尿病、肥胖或高血压患者，或者那些免疫系统倾向于更积极的先天免疫反应，但适应性免疫反应效果较差的人，往往会有较差的结果。

研究者也试图回答的问题是为什么男人往往有更严重的COVID-19与女性相比,发现虽然自适应免疫反应激烈的女性不如男性,女性较低水平的蛋白质称为TMPRSS2允许SARS-CoV-2进入并感染正常细胞。

根据他们的发现，耆那教徒和他的同事认为,最优治疗老年患者很可能已经有炎症和免疫反应受损较年轻的病人应该包括clot-preventing药物肝素和/或使用免疫response-modifying药物(检查点抑制剂)在疾病的早期阶段,还有抗炎药地塞米松。

患有肥胖症，糖尿病和高血压或者免疫系统异常，治疗可能还包括针对体内促炎物质(细胞因子，如白细胞介素-6)的特异性药物，以及抑制肾素-血管紧张素系统(身体的主要血压控制机制)的药物，从而防止了在应对病毒感染时可能出现的异常血压和血流阻力的激活。

这项工作显示了最初为癌症研究开发的工具如何有助于理解COVID-19:该模型最初用于分析肾素血管紧张素系统参与肿瘤纤维组织的发展，但经过修改，包括SARS-CoV-2感染和COVID-19特异性机制。该团队正在进一步开发该模型，并计划利用该模型来检查免疫系统对不同类型COVID-19疫苗的反应动态，以及可能需要特别考虑治疗的癌症特异性共病。

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