研究发现:眼表含2种新冠感染关键蛋白 或为病毒入口
澎湃新聞記者 張唯
新冠肺炎疫情出現(xiàn)以來,有報告稱部分新冠患者的眼結(jié)膜出現(xiàn)癥狀,還有研究在患者淚液中檢測到新冠病毒。這些現(xiàn)象引發(fā)人們對新冠病毒是否可能通過眼睛進(jìn)入人體的關(guān)注。
近日,約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院和中山大學(xué)中山眼科中心發(fā)現(xiàn),新冠病毒入侵細(xì)胞所需的關(guān)鍵蛋白ACE2和TMPRSS2在人眼的結(jié)膜、角膜緣和角膜中均有表達(dá),ACE2在結(jié)膜和角膜的上皮表層染色最為明顯。
研究人員認(rèn)為,這些發(fā)現(xiàn)表明包括結(jié)膜在內(nèi)的眼表細(xì)胞易受新冠病毒感染,因此可作為新冠病毒的入口和人與人之間的傳播媒介。該結(jié)論突出了戴口罩和注意眼接觸對預(yù)防新冠肺炎傳播的重要性。
圖1:ACE2在人角膜和角膜緣的表達(dá)和定位。圖中展示了角膜(A-C)、角膜緣(E-F)和肺(H-I)的ACE2表達(dá)。D、G、J為對照組。(A)框中的區(qū)域在(B,C)中以較高的放大倍數(shù)顯示。(E)框中的區(qū)域在(F)中以較高的放大倍數(shù)顯示。肺上皮和血管內(nèi)皮分別用紅色和藍(lán)色箭頭表示。
此前,香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究團隊也發(fā)現(xiàn),新冠病毒遠(yuǎn)比“非典”病毒更容易感染人類結(jié)膜和上呼吸道,而眼睛可能是人類感染新冠肺炎的重要途徑。若人類觸摸受污染的物體表面后擦拭眼睛,傳染性病毒就有可能通過這種方式傳播。
上述約翰斯·霍普金斯大學(xué)的研究論文題為“ACE2 and TMPRSS2 are expressed on the human ocular surface, suggesting susceptibility to SARS-CoV-2 infection”,發(fā)表在生物預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv。
研究由約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的兩位眼科教授Charles G. Eberhart和Elia J. Duh領(lǐng)銜。他們和同事分析了ACE2和TMPRSS2在死者全眼和眼科手術(shù)結(jié)膜標(biāo)本中的表達(dá)。ACE2和TMPRSS2分別是新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞所需的受體蛋白和蛋白酶。
研究人員收集了10個死者眼球和5個屈光手術(shù)結(jié)膜標(biāo)本作為樣本。10個死者的眼球中,5個來自生前因糖尿病引發(fā)視網(wǎng)膜病變的患者,另外5個眼球來自非糖尿病且無眼部疾病的患者。
在研究涉及的所有標(biāo)本中,研究人員均發(fā)現(xiàn)了ACE2在結(jié)膜、角膜緣和角膜表達(dá)。所有的眼和結(jié)膜標(biāo)本也都有TMPRSS2表達(dá)。對同一批樣本使用免疫印跡方法(immunoblotting)進(jìn)一步證實了ACE2在人的眼表表達(dá)。
圖2:死后眼球結(jié)膜的ACE2表達(dá)及定位。A-B,C-D來自2個眼球,E為正常IgG對照組。箭頭表示血管內(nèi)皮細(xì)胞(A)和杯狀細(xì)胞(D)。
圖3:結(jié)膜手術(shù)標(biāo)本的ACE2表達(dá)及定位。(A)框中的區(qū)域在(B)和(C)以較高的放大倍數(shù)顯示。(D)框中的區(qū)域在(E)以較高的放大倍數(shù)顯示。箭頭表示杯狀細(xì)胞(C,E)。
研究人員隨后通過對10個死者眼標(biāo)本的免疫組化方法確定了ACE2在角膜中的定位。他們發(fā)現(xiàn),ACE2染色在角膜上皮呈陽性,角膜上皮的基底細(xì)胞和最淺層細(xì)胞呈輕度至中度染色。在某些樣本中,角膜緣ACE2的染色強度比鄰近的角膜上皮強。類似的,研究也確認(rèn)了ACE2在結(jié)膜上皮表達(dá),在許多標(biāo)本中,ACE2染色在大多數(shù)淺表層上皮細(xì)胞中尤為明顯。
圖4:角膜和角膜緣的TMPRSS2表達(dá)和定位。圖中展示了角膜(A-C)、角膜緣(E-F)和肺(H)的ACE2表達(dá)。
接下來,研究人員用免疫組化方法檢測了TMPRSS2在死后眼角膜中的表達(dá)和定位。他們發(fā)現(xiàn),TMPRSS2在所有標(biāo)本的角膜、角膜緣和結(jié)膜上皮層顯示出一致的強染色。與ACE2相比,TMPRSS2的染色強度更高。
圖5:死后眼球結(jié)膜的TMPRSS2表達(dá)及定位。圖中展示了2個眼球的結(jié)膜(A-B,C-D,E-F)。箭頭表示杯狀細(xì)胞(D,F)。
圖6:結(jié)膜手術(shù)標(biāo)本的TMPRSS2表達(dá)及定位。(A)框中的區(qū)域在(B)以較高的放大倍數(shù)顯示。C為正常IgG對照組。
研究總結(jié)稱,結(jié)膜和角膜上皮細(xì)胞中ACE2和TMPRSS2的存在支持眼表作為呼吸道以外的次要感染部位,甚至可能作為病毒感染人體的初始入口。
總結(jié)
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