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新冠病毒感染肺炎导致心脏损伤及机制溯源

作者:国际循环网   日期:2023/10/9 14:27:26

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编者按:2019冠状病毒病(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)席卷全球,患者在感染后1年内发生心血管并发症的风险增加。尽管SARS-CoV-2感染的全身炎症反应可能会导致心血管风险增加,但仍不清楚SARS-CoV-2是否直接感染脉管系统和导致动脉粥样硬化斑块。发表在《自然心血管研究》杂志上的研究结果可能有助于解释这个问题。

 

近日研究发现,SARS-CoV-2诱发斑块炎症,可能引发急性心血管并发症并增加长期心血管风险。

 

在这项研究中,分析了2020年5月至2021年5月期间8名确诊为COVID-19的患者的冠状动脉尸检标本(n = 27)。平均年龄为69.6 岁,其中75%为男性。八人都患有冠状动脉疾病,三种或三种以上心血管危险因素,如高血压(8/8)、超重或肥胖(7/8)、高脂血症(7/8)、2型糖尿病(6/8)和慢性肾病(4/8)。

 

SARS-CoV-2感染人类巨噬细胞和泡沫细胞

 

在病毒到达细胞后,身体的免疫系统会发送称为巨噬细胞的白细胞来帮助清除病毒。在动脉中,巨噬细胞也有助于去除胆固醇,当巨噬细胞无法清除这些胆固醇时,它们会变成一种称为泡沫细胞的特殊类型的细胞。研究证实SARS-CoV-2感染了巨噬细胞和泡沫细胞。

 

他们发现,病毒感染巨噬细胞的速度高于其他动脉细胞。含有胆固醇的泡沫细胞最容易受到感染,并且无法轻易清除病毒。巨噬细胞可能在动脉粥样硬化斑块中充当SARS-CoV-2的储存库,可能会增加COVID-19的严重程度或持久性。

SARS-CoV-2引发促动脉粥样硬化炎症反应

 

研究人员接着关注感染病毒后斑块中可能发生的炎症。他们迅速记录细胞因子的释放,这些分子会增加炎症并促进更多斑块的形成。细胞因子由受感染的巨噬细胞和泡沫细胞释放。这些发现表明,SARS-CoV-2感染主要在动脉粥样硬化病变内引发过度激活的免疫反应,这种反应可能导致患有潜在动脉粥样硬化的 COVID-19 患者发生缺血性心血管事件的风险增加。

 

研究结果最终表明,SARS-CoV-2可以在斑块和动脉细胞的巨噬细胞中感染和复制。不过研究仅限于对一小群患有COVID-19且患有动脉粥样硬化以及其他合并症的老年人进行分析。因此,观察结果不能推断到年轻、健康的个体或受其他病毒株的影响。尽管存在这些局限性,研究依然证明了病毒如何感染并导致全身许多细胞和组织的炎症。最终,这些信息将为未来关于急性和长期COVID的研究提供信息。

 

研究者说

 

纽约大学格罗斯曼医学院的Chiara Giannarelli博士及其同事报告说,在死于严重 COVID-19并患有潜在动脉粥样硬化的人群以及体外血管模型中都发现了直接感染的动脉粥样硬化组织。无论哪种情况下的感染都会产生炎症反应,并诱导促动脉粥样硬化细胞因子的分泌,例如白细胞介素-6 (IL-6)和IL-1β。

 

“考虑到斑块炎症会促进疾病进展并导致斑块破裂,这一研究结果为冠状动脉病变的 SARS-CoV-2感染如何导致COVID-19的急性心血管表现(例如心肌梗死)提供了分子基础。研究结果揭示了先前存在的心脏问题与长期的新冠症状之间可能存在联系。” 

纽约大学兰格尼健康中心的Natalia Eberhardt博士表示:“研究结果首次提供了COVID-19感染与其引发的心脏并发症之间的直接机制联系。SARS-CoV-2病毒产生了高度炎症环境,使斑块更容易生长、破裂,并阻碍血液流向心脏、大脑和其他关键器官。”

 

既往研究表明,系统性炎症反应(细胞因子风暴)可能发生并导致心血管风险增加。此前还证实,一些新冠肺炎康复者会经历短暂的局部心肌炎症,伴有心脏损伤和全身炎症血液标志物水平升高。在这项研究中,发现SARS-CoV-2以巨噬细胞为目标,尤其是泡沫细胞,从而协调过度反应的炎症反应。

 

歌德大学Valentina Puntmann博士表示:“这项研究重申了这样的观点,即心肌细胞直接引起的真正病毒性心肌炎并不是心血管损伤的主要机制,而是指向心脏症状和发现的血管起源。”

 

“其次,在早期血管病变中,病毒倾向于泡沫细胞是一个极其重要的发现,因为这些病变无处不在,不需要任何严重的动脉粥样硬化表现。再次,受感染的巨噬细胞对病毒的免疫反应是否可以解释为血管抗原呈递时刻和随后免疫失调的触发因素,这是长期新冠肺炎心脏和其他临床表现背后的慢性炎症性微血管损伤的关键缺失证据。”

参考文献

Eberhardt N, et al "SARS-CoV-2 infection triggers pro-atherogenic inflammatory responses in human coronary vessels" Nat Cardiovasc Res 2023; DOI: 10.1038/s44161-023-00336-5.

版面编辑:张冉  责任编辑:0


肺炎

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