一些感染严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)的患者会发展为严重肺炎和急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)。据报道,这些患者的死亡率高达20%~40%,再加上一些患者的严重全身炎症反应。因此研究人员推测SARS-CoV-2肺炎的病理生理不同于其他呼吸道病毒和细菌病原体引起的肺炎。美国伊利诺伊州芝加哥西北大学范伯格医学院的Rogan A. Grant等对此展开了研究,相关研究结果发表于《自然》杂志。
研究人员收集了88例严重SARS-CoV-2肺炎继发呼吸衰竭患者的支气管肺泡灌洗(bronchoalveolar lavage, BAL)样本,并与在COVID-19大流行期间采集的211例其他病原体继发肺炎患者和42例无肺炎气管插管患者的BAL样本。在气管插管后48小时内对10例严重COVID-19患者的BAL样本进行了单细胞RNA测序。在大多数SARS-CoV-2感染者的肺泡腔中,T细胞和单核细胞持续富集。批量和单细胞转录组表达提示SARS-CoV-2感染了肺泡巨噬细胞,而肺泡巨噬细胞又通过产生趋化因子募集T细胞。这些T细胞产生γ-干扰素,诱导肺泡巨噬细胞释放炎性细胞因子,进一步促进T细胞活化。
研究揭示了SARS-CoV-2感染后肺泡腔T细胞如何被激活的问题。尽管组织驻留的肺泡巨噬细胞是缺乏抗原呈递的细胞,不能将原始T细胞转化为效应T细胞,但肺泡巨噬细胞足以激活与SARS-CoV-2交叉反应的原有记忆T细胞。这些交叉反应性T细胞在SARS-CoV-2抗原刺激下表现出较低的亲和力和较低的抗病毒反应。这一机制可能解释了严重SARS-CoV-2肺炎的流行病学,严重SARS-CoV-2肺炎极大影响了老年人。
总的来说,研究结果表明SARS-CoV-2引起了一种缓慢进行的肺泡炎,其中被SARS-CoV-2感染的肺泡巨噬细胞和T细胞形成了一个正反馈环循环,驱动着持续的肺泡炎症。
参考文献:Grant RA, Morales-Nebreda L, Markov NS, et al. Circuits between infected macrophages and T cells in SARS-CoV-2 pneumonia[J]. Nature, 2021,590:635-641.