多器官攻击和免疫失调:研究揭示了基孔肯雅病毒如何导致死亡
Multiple organ attack and immune dysregulation: Study reveals how the chikungunya virus leads to death
基孔肯雅病毒由埃及伊蚊和白纹伊蚊传播,自大约十年前到达巴西以来,已造成900多人死亡,它能够通过血液传播,到达多个器官并穿过保护中枢神经系统的血脑屏障。
一组巴西,美国和英国研究人员首次在致命病例中观察到的作用机制在发表在Cell Host & Microbe上的一篇文章中报道。这些发现强调了更新治疗和监测方案的必要性。
在过去20年中,大约125个国家记录了超过1000万例病例,其中仅在巴西就有200万例,该病毒已经流行了十多年,由基孔肯雅病毒(CHIKV)引起的疾病仍然被错误地认为不如登革热致命。
为了帮助消除这一神话,来自坎皮纳斯州立大学(Unicamp)、圣保罗大学(USP)和巴西塞阿拉州中央公共卫生实验室(Lacen)、美国肯塔基大学和德克萨斯州医学分部以及英国伦敦帝国理工学院的研究人员对这个问题进行了迄今为止最全面的分析。去年,该组织报告说,塞阿拉州的CHIKV致死率很高,塞阿拉州是巴西病例最多的州。
该研究分析了32名已故患者的数据。它包括体内是否存在CHIKV的测试结果,以及实验室和尸检信息。在血清、脑脊液和其他组织的样本中进行了以下操作:组织病理学(一种在显微镜下分析石蜡固定组织的技术)、细胞因子(防御细胞分泌的信号蛋白)、代谢组学(分析血清中存在的一组代谢物)、蛋白质组学(一组蛋白质)和病毒基因组分析,以及实时逆转录聚合酶链反应 (RT-qPCR), 一种实验室技术,可以根据病毒的遗传物质对病毒进行早期检测和定量。
为了进行比较,科学家们还评估了另外两组的样本和测试,一组由39名急性CHIKV感染幸存者组成,另一组由15名献血者(没有感染并被认为健康的成年人)组成。
中枢神经系统侵犯
最引起研究人员注意的发现之一是脑脊液样本中存在CHIKV,这表明它能够穿过血脑屏障,血脑屏障是保护中枢神经系统并通常防止病原体进入的物理层。
根据文章,这种“入侵”通过两种机制发生:首先,病毒感染CD14 + CD16 +单核细胞(表面有CD14和CD16分子的防御细胞),并且在存在高水平的CCL-2(一种炎症调节蛋白,是免疫系统的一部分)的情况下,迁移穿过屏障并被运输到大脑。其次,感染会影响蛋白质,这些蛋白质对于将血脑屏障的上皮细胞保持在一起很重要。
“这表明CHIKV不仅会导致关节痛[关节疼痛],导致发烧,肌肉疼痛和关节肿胀,还会导致神经损伤,”肯塔基大学教授,该研究的主要作者William Marciel de Souza解释说。
“在血液中,我们观察到凝血级联反应的严重改变,一些关键蛋白质减少,以及器官中的血流动力学损伤,即过多的液体。在免疫系统中,与炎症相关的细胞因子水平高于在幸存下来的基孔肯雅热患者中观察到的水平。
公共卫生
了解任何疾病的生物学机制有助于开发有效的治疗方法、预后生物标志物和临床管理策略。据参与这项工作的研究人员称,这在基孔肯雅热的情况下至关重要,原因有两个:
UNICAMP生物研究所教授何塞·路易斯·普罗恩萨·莫德纳(José Luiz ProençaMódena)说:“目前还没有大规模的免疫计划——美国食品和药物管理局(美国卫生监督机构)去年11月批准了第一种针对该病毒的疫苗——巴西的疫情可能会继续遵循同样的模式,即同时影响许多人,但在很小的地理范围内。“公共卫生团队需要为此做好准备,包括基因组学、血清学和重症监护室(ICU)监测。
“此外,心力衰竭和神经系统疾病传统上与这种疾病无关,但在受这种病毒影响的一小部分人群中,它们可能会发生并留下后遗症甚至导致死亡,”Souza补充道。
更多信息:William M. de Souza 等人,与致命结果相关的基孔肯雅病毒感染的病理生理学,Cell Host & Microbe (2024)。DOI: 10.1016/j.chom.2024.02.011