摘要:科學(xué)家合作,發(fā)現(xiàn)了由COVID-19引起的心臟炎癥、抗COVID-19疫苗接種和非COVID-19心肌炎的差異。
一組柏林研究人員與國(guó)際科學(xué)家合作,發(fā)現(xiàn)了由COVID-19引起的心臟炎癥、抗COVID-19疫苗接種和非COVID-19心肌炎的差異。他們?cè)凇蹲匀恍难苎芯俊飞蠄?bào)告說(shuō),這一發(fā)現(xiàn)為更個(gè)性化的治療鋪平了道路。
心臟炎癥或心肌炎因病因而異。由柏林Max delbrck中心Norbert hbner教授的心血管疾病遺傳學(xué)和基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Henrike Maatz博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)合作研究發(fā)現(xiàn),與非covid -19心肌炎相比,由SARS-CoV-2感染和mRNA疫苗引起的心肌炎具有獨(dú)特的免疫特征。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然心血管研究》雜志上。
圖1 人類炎癥性心肌病在SARS-CoV-2感染和COVID-19疫苗接種后的細(xì)胞和分子心臟組織反應(yīng)
“我們發(fā)現(xiàn)了免疫激活的明顯差異。這些知識(shí)可能有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)特定類型炎癥的新的、更個(gè)性化的治療方法。”Henrike Maatz博士說(shuō)。
大流行期間的獨(dú)特機(jī)會(huì)
心肌炎是由各種類型的感染、自身免疫性疾病、遺傳和環(huán)境因素引起的,很少由疫苗接種引起。COVID-19主要是一種呼吸道疾病,但眾所周知,SARS-CoV-2感染會(huì)損傷心臟。在兒童和年輕人中,SARS-CoV-2感染可引起多系統(tǒng)炎癥綜合征,心肌炎是最普遍的臨床特征,盡管這種情況很少見(jiàn)。
當(dāng)冠狀病毒大流行來(lái)臨時(shí),Max delbrck中心、柏林慈善學(xué)院衛(wèi)生研究所(BIH)和柏林慈善學(xué)院的研究人員看到了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì),可以研究心肌炎是否在細(xì)胞和分子水平上因病因而異。
Hübner實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期以來(lái)一直對(duì)在單細(xì)胞水平上研究心臟病感興趣。他們與德國(guó)慈善中心(DHZC)的心臟病專家Carsten Tschöpe教授合作,他是波黑免疫心臟病學(xué)研究小組的負(fù)責(zé)人,也是德國(guó)慈善中心(DZHK)的首席研究員。他的團(tuán)隊(duì)一直在收集疑似心肌炎患者的活檢樣本。“在DHZC,我們有一個(gè)廣泛認(rèn)可的心肌炎部門,專門在選定的病例中進(jìn)行心內(nèi)膜活檢,”Tschöpe說(shuō)。
“該學(xué)習(xí)項(xiàng)目是由慈善基金會(huì)在2019冠狀病毒病危機(jī)期間發(fā)起的,已被納入課程,成為DZHK支持的PERSONIFY項(xiàng)目的一部分。在此框架下,心肌炎患者接受高度特異性和針對(duì)性的調(diào)查,確保對(duì)其臨床和科學(xué)評(píng)估采用全面和先進(jìn)的方法。”
Tschöpe補(bǔ)充說(shuō):“我們非常感謝患者的信任和寶貴的貢獻(xiàn),感謝我們的心力衰竭專科護(hù)士在識(shí)別患者、確保細(xì)致的數(shù)據(jù)管理、仔細(xì)的組織和血液處理以及全面的患者護(hù)理方面發(fā)揮的重要作用。”
圖2 非COVID-19、COVID-19后以及疫苗接種后的炎癥性心肌病具有獨(dú)特的細(xì)胞和分子特征
明顯的免疫激活
Max delbrck中心的研究人員對(duì)活檢的心臟組織進(jìn)行了單核RNA測(cè)序(snRNA-seq),以研究基因表達(dá)并創(chuàng)建每個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄譜。這些特征用于識(shí)別心臟的不同細(xì)胞類型。他們檢查了每個(gè)細(xì)胞的分子變化,以及三組不同心肌炎組織中不同細(xì)胞類型的豐度:COVID-19陽(yáng)性樣本,mRNA疫苗引起的病例,以及大流行前病毒感染引起的非COVID-19心臟炎癥。
他們發(fā)現(xiàn),雖然三組小鼠的一些基因表達(dá)變化相似,但免疫細(xì)胞基因表達(dá)水平存在顯著差異。更重要的是,轉(zhuǎn)錄譜還顯示,免疫細(xì)胞的豐度不同,這取決于心肌炎的病因。
這樣的差異是出乎意料的,例如,研究人員發(fā)現(xiàn),接種疫苗后,CD4 T細(xì)胞更豐富,而感染SARS-CoV-2后,CD8 T細(xì)胞往往更占優(yōu)勢(shì)。在非covid -19心肌炎樣本中,CD4細(xì)胞與CD8細(xì)胞的比例約為50/50。基因表達(dá)數(shù)據(jù)表明,covid -19后組的CD8 T細(xì)胞也比非covid -19心肌炎組更具侵襲性。研究人員還發(fā)現(xiàn),在COVID-19后心肌炎中存在一小群T細(xì)胞,這些細(xì)胞以前只在COVID-19重癥患者的血液中觀察到。
“總之,這些發(fā)現(xiàn)表明,與大流行前的心肌炎相比,covid -19后心肌炎的免疫反應(yīng)更強(qiáng),而接種疫苗后的心肌炎癥似乎更溫和,”盡管疫苗接種后心肌炎患者的樣本量很小,但結(jié)果與其他疫苗接種后心肌炎的研究一致。
對(duì)治療的啟示
Maatz說(shuō),能夠區(qū)分由不同類型的感染和疫苗接種引起的炎癥,為改善針對(duì)特定類型炎癥的治療鋪平了道路。例如,她補(bǔ)充說(shuō),基于這項(xiàng)研究,人們可以開(kāi)發(fā)新的療法來(lái)控制疫苗的副作用。
此外,心臟的活檢樣本通常很小——它們沒(méi)有針頭大。Maatz說(shuō),讓snRNA-seq技術(shù)在如此少量的組織中發(fā)揮作用是一個(gè)挑戰(zhàn)。“但我認(rèn)為,我們能夠產(chǎn)生的分辨率和洞察力的深度真正顯示了這種方法的力量,也許將來(lái)也可以用于診斷環(huán)境。”
參考資料
[1] The cellular and molecular cardiac tissue responses in human inflammatory cardiomyopathies after SARS-CoV-2 infection and COVID-19 vaccination