科学家发现了与严重COVID-19相关的新机制

巴西São保罗大学(USP)的研究人员发现，严重的COVID-19与一种重要的免疫系统信号通路的失衡有关。这一发现有助于在分子水平上解释为什么一些感染SARS-CoV-2的人会出现可能致命的全身炎症。这也为开发更具体的治疗方法铺平了道路。

这项研究发表在免疫学前沿．

研究人员检测了大脑的失调免疫系统ATP介导(三磷酸腺苷)，是人类的主要能源之一细胞过程．重症COVID-19患者血液中ATP水平较高，腺苷水平较低，当ATP代谢产生能量时，腺苷水平应该会增加。

“例如，免疫系统由几种信号通路组成，它们在病原体入侵时发出警报。其中一种是ATP，它能在防御细胞中触发炎症物质的释放来攻击入侵者。免疫系统也有避免过度炎症的控制机制，但当ATP[代谢]发生这种错误时，它会导致巨大的失衡和全身功能障碍免疫反应这篇文章的最后一位作者、USP医学院教授Maria Notomi Sato说。

根据这篇文章，未代谢ATP的增加会产生一种促炎状态，并引发一种被称为细胞因子风暴的潜在致命的全身炎症。佐藤说:“这项研究指出，信号系统的不平衡和这些成分的调节功能障碍，是系统层面上攻击COVID-19重症患者器官的又一个因素。”

三磷酸腺苷由细胞不断产生，并在细胞外环境中被称为胞外核苷酸酶的酶分解。

“当ATP大量离开细胞时，它就会变成危险信号。什么时候发生?当一种加剧的炎症反应被激活时，当细胞受到严重损伤或发生其他严重损伤时。作为回应，ATP会引发炎症过程，其他细胞也会参与到连锁反应中，”这篇文章的第一作者安娜·朱莉娅·彼得罗本(Anna Julia Pietrobon)说。她是德国柏林Charité大学医院病毒学研究所的博士候选人。

ATP代谢为腺苷的改变

在这项研究中，研究人员测量了2020-21年收集的88名严重COVID-19患者血液样本中的ATP和腺苷水平。所有患者均未接种疫苗。

“我们发现，在轻度和重度COVID-19患者的细胞中，切割ATP的细胞表面外核苷酸酶表达较低，尤其是后者。事实上，我们的结论是，ATP水平越高，疾病就越严重。”

研究人员还调查了免疫系统细胞可能发生的变化。

“我们发现一些免疫细胞，尤其是B淋巴细胞，表达较少的CD39和CD73，这是一种分解ATP的酶。COVID-19患者的淋巴细胞水平通常较低，但在我们的研究中，不仅重症患者血液中的B细胞水平较低，而且这些细胞表达的两种酶的量也较低，导致ATP(代谢)减少，从而减少腺苷的产生，腺苷是一种试图调节这种反应的抗炎成分，”Pietrobon说。

鉴于这一发现，研究人员决定分离存在于细胞中的B细胞血液样本并为它们提供ATP“我们进行了一项体内实验，将ATP注入COVID-19患者和健康对照组的细胞中。患者的B细胞比健康对照组产生的腺苷更少，可能是因为它们表达的CD39和CD73更少，”她说。

值得注意的是，研究人员尚不清楚ATP代谢的改变是由SARS-CoV-2的炎症反应加剧引起的还是由其引起的。他们计划在未来的项目中对此进行调查。

系统性反应

炎症疾病研究中心(CRID)进行的一项研究已经发现了严重的COVID-19与炎症小体激活之间的联系，这些患者的炎症小体激活会加剧，并且在感染清除后无法停止。

炎症小体是防御细胞内的一种蛋白质复合物。当这种细胞机制被激活时，被称为细胞因子的促炎分子就会产生，警告免疫系统需要向感染部位输送更多的防御细胞。

根据对ATP代谢进行研究的研究人员，ATP的积聚与低水平的腺苷在严重患者中可能有助于加剧细胞因子介导的炎症反应。

“ATP分解不足引发的炎症过程是因为这一途径的失代偿，其功能是一种抗炎调节形式。然而，当ATP-腺苷代谢发生这种错误时，ATP的积聚就会作为免疫系统中其他炎症途径的信号，例如，最终导致炎症小体激活，”Sato说

在这些病例中，免疫系统调节功能失调，过度的炎症反应与多器官衰竭直接相关，并经常导致死亡。