2020-02-17
文章題(ti)目：
Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection
發表雜志(zhi)：
bioRxiv
2月5日，復旦大(da)學附屬(shu)中山醫院(yuan)肝癌(ai)研究所等(deng)機構的研究人員利用(yong)單細(xi)(xi)胞(bao)轉錄組測序(xu)技術，對肝臟組織中的新型冠狀病(bing)毒(du)受體——ACE2進行了(le)無偏倚評估。結果(guo)表明(ming)，新冠病(bing)毒(du)可能(neng)直接與ACE2陽(yang)性的膽管細(xi)(xi)胞(bao)結合，但不一(yi)定與肝細(xi)(xi)胞(bao)結合。這一(yi)發現有助于揭示新冠病(bing)毒(du)的肝損傷機制，并提(ti)示應(ying)注意患者在(zai)住院(yuan)治療和治愈后的肝功(gong)能(neng)保養(yang)。
前言
2019年12月，中國湖北省武漢(han)市出現了一種新(xin)型冠狀病(bing)毒(du)(du)（以下稱新(xin)冠病(bing)毒(du)(du)），人感染該病(bing)毒(du)(du)后會出現發熱和呼(hu)吸(xi)道癥狀，嚴重感染可導致肺(fei)炎、嚴重急性呼(hu)吸(xi)綜合征、腎衰竭，甚至死(si)亡。在2個月內，新(xin)冠病(bing)毒(du)(du)從武漢(han)迅速傳播到中國所有省份以及全球20多(duo)個國家，截(jie)止2020年2月14日9點，全國確診病(bing)例(li)63894例(li)，疑似病(bing)例(li)13435例(li)，死(si)亡人數(shu)1488人。為阻止病(bing)毒(du)(du)的蔓延，及時解析(xi)其(qi)治病(bing)原理顯得(de)尤其(qi)重要。
血管緊張素轉(zhuan)(zhuan)換酶2 (ACE2)是嚴重急(ji)性(xing)呼吸(xi)綜合(he)征冠(guan)狀病毒(du)(du)(SARS)的(de)宿主細胞受體，有(you)證據表明(ming)(ming)其也(ye)是新冠(guan)病毒(du)(du)的(de)受體。值得注(zhu)意的(de)是，除呼吸(xi)系統癥狀外，相(xiang)當比例的(de)SARS和新冠(guan)病毒(du)(du)感染(ran)者表現出不同程(cheng)度(du)的(de)肝損(sun)傷(shang)(shang)：99位新冠(guan)病毒(du)(du)感染(ran)病人中，43人有(you)不同程(cheng)度(du)的(de)肝功能異常(chang),表現為丙氨酸(suan)(suan)轉(zhuan)(zhuan)氨酶(ALT)和天(tian)冬(dong)氨酸(suan)(suan)轉(zhuan)(zhuan)氨酶(AST)高于正常(chang)范圍。作為呼吸(xi)系統外最常(chang)見(jian)的(de)器官損(sun)傷(shang)(shang)，新冠(guan)病毒(du)(du)感染(ran)者的(de)肝臟損(sun)傷(shang)(shang)機制(zhi)目(mu)前(qian)仍不明(ming)(ming)朗。
介于(yu)此，作(zuo)者(zhe)使用兩(liang)套(tao)獨(du)立列隊的單細(xi)(xi)胞轉錄(lu)組數據，對健康(kang)肝組織(zhi)中ACE2的細(xi)(xi)胞類型特異(yi)性表達進行無偏(pian)倚(yi)評估，以推測新冠病毒的肝損(sun)傷機制(zhi)。
研究背景
對多個器官中(zhong)的細(xi)胞(bao)(bao)進行ACE2蛋白表(biao)達(da)研究發現，膽管細(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)存在低表(biao)達(da)的ACE2，而肝細(xi)胞(bao)(bao)（實質(zhi)細(xi)胞(bao)(bao)）、庫普弗細(xi)胞(bao)(bao)（肝臟巨噬細(xi)胞(bao)(bao)）和血管內(nei)皮細(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)無(wu)ACE2，但(dan)抗體檢(jian)測(ce)可能存在非特(te)異(yi)性問題，該結果仍需進一步驗證。
研究手(shou)段(duan)
單(dan)細胞轉(zhuan)錄組測序
數據來源
公共數據集(ji)中(zhong)已發表的肝(gan)(gan)臟單細(xi)胞(bao)轉錄組數據、來自(zi)4名健康捐(juan)獻(xian)者的肝(gan)(gan)臟單細(xi)胞(bao)轉錄組測序(xu)結(jie)果(guo)。
研究結果
作者首先分(fen)析了公共(gong)數(shu)據庫中(zhong)肝臟的(de)單細(xi)(xi)胞(bao)(bao)轉(zhuan)錄組測序結(jie)果。根據標記和(he)(he)(he)文獻對細(xi)(xi)胞(bao)(bao)進行分(fen)類，結(jie)果見圖1A-C。將(jiang)單個(ge)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)分(fen)成亞簇后發現(xian)，膽(dan)管細(xi)(xi)胞(bao)(bao)和(he)(he)(he)肝細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)發現(xian)少量(liang)的(de)特異性的(de)ACE2表達，而(er)免疫細(xi)(xi)胞(bao)(bao)和(he)(he)(he)基質細(xi)(xi)胞(bao)(bao)未見ACE2表達（圖1D）。該結(jie)果與已發表的(de)基于蛋白(bai)表達的(de)數(shu)據一致：庫普弗細(xi)(xi)胞(bao)(bao)和(he)(he)(he)內皮(pi)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)ACE2呈陰性，但與之不(bu)同(tong)的(de)是(shi)，單細(xi)(xi)胞(bao)(bao)分(fen)析顯示肝細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)有低(di)頻率的(de)ACE2表達，而(er)不(bu)是(shi)完全陰性的(de)。
圖1 公開數據庫中(zhong)發表的(de)肝細胞圖譜的(de)單細胞分析(xi)
為確(que)認該(gai)結果，作(zuo)者(zhe)進一步分析(xi)了來自4名健康(kang)捐獻(xian)者(zhe)的肝(gan)臟細胞(bao)(bao)(bao)。單細胞(bao)(bao)(bao)轉錄組測序共獲得11550個(ge)(ge)細胞(bao)(bao)(bao)，并將其分成包括實質(zhi)細胞(bao)(bao)(bao)亞(ya)群(qun)和(he)(he)多(duo)個(ge)(ge)非實質(zhi)細胞(bao)(bao)(bao)亞(ya)群(qun)的16種(zhong)細胞(bao)(bao)(bao)類型(xing)（圖(tu)2A-B）。進一步分析(xi)發現，ACE2的表達(da)(da)顯(xian)著富(fu)集于膽管(guan)(guan)細胞(bao)(bao)(bao)簇（占細胞(bao)(bao)(bao)總數的59.7%），免(mian)疫細胞(bao)(bao)(bao)和(he)(he)基質(zhi)細胞(bao)(bao)(bao)呈現ACE2陰性（圖(tu)2D）；另外，肝(gan)細胞(bao)(bao)(bao)中(zhong)ACE2表達(da)(da)量(liang)低（2.6%），平均表達(da)(da)水平比膽管(guan)(guan)細胞(bao)(bao)(bao)中(zhong)低20倍(bei)。另外與蛋白(bai)表達(da)(da)分析(xi)不同的是，膽管(guan)(guan)細胞(bao)(bao)(bao)中(zhong)ACE2的表達(da)(da)水平與肺泡2型(xing)細胞(bao)(bao)(bao)相當(dang)，而后者(zhe)是肺中(zhong)SARS病毒和(he)(he)新冠病毒的主要靶(ba)向細胞(bao)(bao)(bao)類型(xing)。因(yin)此，膽管(guan)(guan)細胞(bao)(bao)(bao)中(zhong)ACE2的高表達(da)(da)可能暗示(shi)了新冠病毒的侵(qin)染和(he)(he)肝(gan)損傷(shang)機(ji)制。
圖2 健康肝臟內部隊列的單細胞分(fen)析
結(jie) 論
1、新冠病毒可能直接感染膽管細(xi)胞，而并非肝細(xi)胞。后者(zhe)具有多種功能，在(zai)(zai)肝臟再生(sheng)和免疫(yi)反應中發揮(hui)重要作用。因此新冠病毒對膽管細(xi)胞的潛在(zai)(zai)損傷可能會對肝臟產生(sheng)深遠的影響。
2、新冠病毒感染者的(de)肝(gan)功能異常可能是藥物治(zhi)療的(de)副作(zuo)用(yong)，或由肺炎引起的(de)全(quan)身炎癥(zheng)反(fan)應導致。
意 義
1、本研(yan)(yan)究(jiu)促進了對新冠病毒感染患者肝(gan)臟功(gong)能障(zhang)礙機制(zhi)的(de)理(li)解，研(yan)(yan)究(jiu)結果表明，在患者住院期間和治愈后不久，應設置針(zhen)對肝(gan)功(gong)能障(zhang)礙的(de)特殊護理(li)。
2、單細(xi)胞胞轉(zhuan)錄組(zu)測序(Single-cell RNA-sequencing, scRNA-seq)是在(zai)單個細(xi)胞水(shui)平對 mRNA 進行高通(tong)量測序的一項新技術，能(neng)夠有效解(jie)決組(zu)織樣本無法破解(jie)的細(xi)胞異質性難(nan)題，在(zai)免疫、腫瘤研究領域可發揮重要(yao)作(zuo)用，本研究充(chong)分證明(ming)了單細(xi)胞分析的高度敏感性和(he)精準性。
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原文索引：//dx.doi.org/10.1101/2020.02.03.931766
