肺泡|中国科学家揭开德尔塔变异株超快传播奥秘

虽然奥密克戎已来，但德尔塔仍是全球范围内占主导地位的毒株。从首次发现到以烈火燎原之势席卷全球，德尔塔只用了几个月。
是什么给了德尔塔超快的传播力？
经过3个多月的“追凶” ，中国医学科学院基础医学研究所黄波教授、医学实验动物研究所秦川教授等研究团队最终“查明”了德尔塔究竟是怎样实现超快传播的。
“我们发现，德尔塔变异株能够攻破抗炎型肺泡巨噬细胞的防御机制，通过增加氨基基团的数量，在相对较高的pH环境下，完成刺突蛋白质子化，激活组织蛋白酶。组织蛋白酶通过切割病毒刺突蛋白，导致病毒颗粒的膜和内吞小体的膜在接触部位裂开，使得病毒RNA释放到细胞浆中，进而实现病毒快速传播。 ”12月21日，黄波告诉科技日报采访人员。
相关研究成果在线发表于国际学术期刊《信号转导与靶向治疗》。
新冠病毒德尔塔变异株因病毒载量高、传播能力强、传播速度快，出现以后迅速在全球肆虐，成为新冠肺炎疫情流行的主要毒株。
“带有T478K、P681R和L452R突变的德尔塔变异株是怎样实现超快传播的，以前我们十分不清楚。我们的研究揭开了德尔塔变异株超快传播的奥秘。 ”黄波说道。
要想弄明白德尔塔的传播机制，还得从新冠病毒是怎样感染人的说起。
人体肺部的呼吸气道在终末端出现膨胀，形成如气球样的结构，也就是肺泡。肺泡是氧气和二氧化碳交换的场所，其表面有薄薄一层液体，以维持肺泡的伸张，避免其塌陷。人体吸入空气时，不仅将氧气吸至肺泡，同时不可避免地将空气中潜在的细菌和病毒吸入至肺泡。
为了防御这种病原菌的入侵，在肺泡表面的液体层定居着免疫细胞，特别是具有吞噬功能的巨噬细胞，其在液体层定居的免疫细胞中占比达95%以上，医学上称之为肺泡巨噬细胞。这些巨噬细胞可以吞噬吸入空气中所包含的颗粒和微生物，维持肺泡的干净。
因此，一旦新冠病毒进入肺泡，肺泡巨噬细胞会立即将病毒颗粒吞噬，形成细胞膜包裹病毒颗粒的囊泡，即内吞小体，进而与胞浆内的溶酶体融合，从而将吞噬的生物体包括病毒完全降解。
但是，新冠病毒能够利用肺泡巨噬细胞的特定状态，从内吞小体内逃出，反过来利用巨噬细胞进行自我繁殖。
对此，黄波解释道，这是因为内吞小体内依赖低pH值的组织蛋白酶被激活，组织蛋白酶通过切割病毒刺突蛋白，导致病毒颗粒的膜和内吞小体的膜在接触部位裂开，使得病毒RNA释放到细胞浆中。这样，新冠病毒就可以实现快速增殖。
肺泡巨噬细胞会朝促炎和抗炎两个方向极化，促炎型内吞小体pH值偏酸性，能够促进组织蛋白酶激活；而抗炎型内吞小体pH值偏碱性，能够抑制组织蛋白酶激活。
“少部分人群，其肺泡巨噬细胞偏向促炎型，则易被新冠病毒感染，且易发展为重症，但是正常人的肺泡巨噬细胞偏向抗炎型，通常可以抑制组织蛋白酶激活，从而能够较好地抵御新冠病毒的入侵，表现为不发病或轻微感染。 ”黄波指出。
然而，黄波等人研究发现，德尔塔变异株能够攻破抗炎型肺泡巨噬细胞的防御机制。
“德尔塔变异株主要是其刺突蛋白的多个氨基酸发生了改变，改变的规律都是增加了氨基基团。组织蛋白酶活性与内吞小体内pH值密切相关。 ”黄波说，低pH值可以激活组织蛋白酶，这个过程的本质是病毒刺突蛋白的氨基更容易得到质子，即氨基质子化。
而德尔塔变异株通过增加氨基基团的数量，在相对较高的pH下，即可完成刺突蛋白质子化，从而能够被组织蛋白酶切割，使得病毒RNA被释放，从而实现快速传播。