當引起普通感冒的最常見原因鼻病毒進入鼻腔時，鼻子中的細胞立即開始協同工作以抵抗感染。這些細胞通過多種抗病毒藥物刺激保護。它們旨在遏制病毒並阻止其傳播。 1 月 19 日發表在期刊上的一項研究 藍色壓力單元研究人員表明，早期細胞反應對於一個人是否會生病以及症狀的嚴重程度起著重要作用。結果表明，人體對鼻病毒的反應往往比病毒本身更重要。
耶魯大學醫學院的資深作者埃倫·福克斯曼說：“作為普通感冒的頭號病因以及哮喘和其他慢性肺部疾病患者呼吸問題的主要原因，鼻病毒對人類健康至關重要。” “這項研究使我們能夠觀察人類鼻子內壁的內部，並在細胞和分子水平上觀察鼻病毒感染期間會發生什麼。”
創建實驗室培養的人鼻組織
為了密切觀察鼻細胞如何應對感染，研究小組創建了一個實驗室培養的人類鼻組織模型。他們通過將組織的上表面暴露在空氣中來培養鼻乾細胞四個星期。這種設置鼓勵細胞生長成與鼻道和肺部氣道內壁非常相似的結構。
由此產生的組織含有許多在人類呼吸道中發現的細胞類型。這些細胞包括產生粘液的細胞和含有纖毛的細胞。纖毛是微小的毛髮狀結構。這有助於將粘液和卡住的顆粒排出肺部。
“這個模型比病毒學研究中使用的傳統細胞系更準確地反映了人體的反應，”福克斯曼說。因此，人體組織的器官模型對於研究這種病毒非常有價值。 ”
干擾素和針對病毒的早期保護
當使用這個模型時，研究人員能夠檢查數千個單個細胞在感染過程中如何共同反應。他們還研究了當檢測鼻病毒的移動傳感器被阻止時會發生什麼。這些實驗揭示了由干擾素協調的強大防禦系統。這是一種干擾病毒進入和復制的蛋白質。
當鼻細胞檢測到鼻病毒時，它們會釋放乾擾素，不僅在受感染的細胞中刺激抗病毒防禦。而且還影響附近的健康細胞。這種協調一致的反應使病毒難以復制和傳播。如果乾擾素活性迅速開始，就可以及早預防感染。當研究人員阻止這種反應時，病毒就會迅速傳播。它感染許多其他細胞並造成廣泛的損害。在某些情況下，受感染的類器官無法存活。
“我們的實驗表明，快速乾擾素反應在控制鼻病毒感染方面是多麼重要和有效。即使沒有免疫系統細胞，”第一作者、耶魯大學醫學院的王包說。
這是病毒生長引發有害反應的時候。
該研究還發現，當病毒複製增加時，會發生額外的反應。在這些條件下，鼻病毒可以刺激單獨的認知系統。這導致感染和未感染的細胞產生大量的粘液和炎症信號。這種反應會導致呼吸道炎症和肺部呼吸困難。
研究人員表示，這些途徑可能為旨在減少有害症狀同時支持有效抗病毒防禦的治療提供有用的目標。
模型的局限性和未來研究
研究小組指出，類器官模型包含的細胞比人體中存在的細胞少。在實際感染過程中，其他細胞（包括免疫細胞）被吸引到該區域以幫助對抗病毒。研究人員表示，了解鼻腔和氣道中的其他細胞類型和環境因素如何影響人體對鼻病毒的反應非常重要。這將是今後工作中的一個重要課題。
“我們的研究推進了人體如何應對病毒的範例。這對於確定病毒是否會導致疾病非常重要。相反，它是病毒本身固有的特徵以及疾病的嚴重程度，”福克斯曼說。 “針對防禦機制是新療法的一個令人興奮的途徑。”
