類器官在SARS-CoV-2重要傳播途徑解析中的應(yīng)用

腸道類器官作為腸道的三維細(xì)胞培養(yǎng)模型，已經(jīng)用于證明冠狀病毒SARS-CoV-2可以感染腸道細(xì)胞并繁殖。這些模型表明，SARS-CoV-2也可能在人體腸壁細(xì)胞中感染和復(fù)制。甚至有可能如研究人員所懷疑的那樣，人體腸道是SARS-CoV-2傳播的重要途徑。也就是說，SARS-CoV-2通過胃腸道器官以及呼吸器官的傳播，可能是COVID-19強(qiáng)有力破壞性擴(kuò)散的原因。
  COVID-19患者表現(xiàn)出與呼吸器官有關(guān)的各種癥狀（如咳嗽、打噴嚏、呼吸急促和發(fā)燒），疾病通過微小的飛沫傳播，而飛沫主要通過咳嗽和打噴嚏擴(kuò)散。然而，三分之一的患者也有胃腸道癥狀，如惡心和腹瀉。此外，在呼吸道癥狀消失很長一段時(shí)間后，仍可在人的糞便中檢測到這種病毒。這表明病毒也可以通過所謂的糞口傳播擴(kuò)散。
 
雖然呼吸器官和胃腸器官看起來很不一樣，但它們有一些關(guān)鍵的相似之處。一個特別有趣的相似之處是都存在ACE2受體，引發(fā)COVID-19的SARS-CoV-2病毒通過該受體進(jìn)入細(xì)胞。腸道內(nèi)部含有ACE2受體。 然而，目前還不清楚腸道細(xì)胞是否會被感染并產(chǎn)生病毒顆粒。
 
為了探索腸道途徑的可能性，荷蘭的科學(xué)家通過原代腸上皮干細(xì)胞培養(yǎng)生成了人類小腸類器官（hSIOs）。荷蘭皇家科學(xué)院干細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)研究所、伊拉斯謨大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和馬斯特里赫特大學(xué)的科學(xué)家代表宣稱，這類hSIOs包含了體內(nèi)上皮的所有增殖和分化細(xì)胞類型。當(dāng)在四種不同的培養(yǎng)條件下生長時(shí)，hSIOs含有不同ACE2表達(dá)量的細(xì)胞，因此理論上可以被SARS-CoV-2感染。
 
為了觀察細(xì)胞是否真的被感染，科學(xué)家們對其進(jìn)行了密切的觀察，如5月1日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇文章（《SARS-CoV-2有效地感染人類腸道腸上皮細(xì)胞》）所述。
 
文章作者寫道： 基本上，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)病毒同時(shí)感染了成熟的腸上皮細(xì)胞和前體腸上皮細(xì)胞，這些細(xì)胞是排列在腸道內(nèi)表面的腸吸收上皮細(xì)胞。
   
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，這種病毒激發(fā)了與抗病毒反應(yīng)有關(guān)的基因活性。值得注意的是，所有類器官模型的感染率是相似的，這表明即使少量的ACE2也足以讓病毒感染上皮細(xì)胞。
 
本研究的通訊作者、伊拉斯謨大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員Bart Haagmans博士說：  
本研究與其他最近的研究一致，這些研究發(fā)現(xiàn)大部分COVID-19患者存在胃腸道癥狀，而且在無呼吸道癥狀患者的糞便中也發(fā)現(xiàn)病毒。
 
我們可能需要特別關(guān)注有胃腸道癥狀的患者。因此，可能不僅需要使用鼻咽拭子，還需要使用直腸拭子或糞便樣本進(jìn)行更廣泛的檢測。
 
與此同時(shí)，研究人員正在繼續(xù)合作，以進(jìn)一步研究COVID-19。他們正在通過對比SARS-CoV-2感染的肺和腸道類器官來研究肺部感染和腸道感染之間的差異。
 
本方案主要使用Incucyte®活細(xì)胞分析系統(tǒng)和Incucyte®類器官分析軟件，對類器官的生長、數(shù)目和形態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和定量分析。