为什么糖尿病患者会出现严重的新冠病毒19型-揭示了冠状病毒细胞因子风暴背后的机制

肺呼吸系统感染

一项新的研究揭示了冠状病毒感染期间细胞因子风暴背后的机制。

纵观2019冠状病毒疾病在流感大流行期间,临床医生注意到,某些患者患严重疾病或死于冠状病毒感染的风险特别高。2型糖尿病——一种影响超过10%的美国人口的疾病——是严重新冠病毒-19疾病的主要危险因素之一。来自密歇根大学的最新研究揭示了这可能的原因,并为潜在的治疗带来了希望。

罪魁祸首似乎是一种叫做SETDB2的酶。这同一种酶也参与了这一过程糖尿病患者的非愈合炎症伤口. 在密歇根医学院外科、微生物学和免疫学系的Katherine Gallagher医学博士实验室工作的研究人员W.James Melvin医学博士和他的同事决定探索这种酶与他们在ICU中亲眼目睹的新冠病毒患者失控炎yabo124症之间的可能联系。

从冠状病毒感染的小鼠模型开始,他们发现参与糖尿病感染小鼠炎症反应的免疫细胞(称为巨噬细胞)中的SETDB2减少。后来,他们在患有糖尿病和严重新冠病毒-19的人血液中的单核细胞-巨噬细胞中发现了同样的情况。

梅尔文说:“我们认为我们有理由解释为什么这些患者会出现细胞因子风暴。”。

Melvin和Gallagher指出,在小鼠和人类模型中,当SETDB2下降时,炎症升高。此外,他们还发现,在冠状病毒感染期间,一种称为JAK1/STAT3的途径调节巨噬细胞中的SETDB2。

综上所述,研究结果指出了一条潜在的治疗途径。该实验室先前的研究结果表明,干扰素,一种对病毒免疫很重要的细胞因子,在伤口愈合时会增加SETDB2。在他们的新研究中,他们发现,与无糖尿病患者相比,重症监护病房糖尿病患者和严重新冠病毒-19患者的血清中干扰素β水平降低。

Gallagher说:“干扰素作为一种潜在的治疗手段,在流感大流行的整个过程中都得到了研究,在试图增加或减少干扰素水平之间来回努力。”。“我的感觉是,作为一种治疗方法,它的疗效将是患者和时间特异性的。”

为了验证这一点,研究小组给冠状病毒感染的糖尿病小鼠注射了干扰素β,发现它们能够增加SETDB2并减少炎性细胞因子。

Gallagher解释说:“我们试图弄清楚是什么控制着SETDB2,它是许多炎症细胞因子的主要调节者,你听说在新冠病毒19中,这些炎症细胞因子增加,如IL-1B、TNFalpha和IL-6。”。

“在控制SETBD2的上游看,干扰素位于顶端,JAK1和STAT3在中间,干扰素增加,这增加了级联中的SETBD2。”

她补充说,这一点很重要,因为识别该途径提供了针对该酶的其他潜在方法。

“我们的研究表明,如果我们能够用干扰素治疗糖尿病患者,特别是在感染早期,这可能会产生很大的影响。”
W.詹姆斯·梅尔文医学博士。

Melvin和Gallagher希望这项研究的发现将为正在进行的干扰素或其他途径下游成分的临床试验提供信息,包括新冠病毒19的表观遗传学靶点。他们的工作还强调需要了解治疗的时机和细胞特异性,并根据患者的基本情况,特别是糖尿病患者,调整其应用。

梅尔文说:“我们的研究表明,如果我们能够用干扰素治疗糖尿病患者,特别是在感染早期,这可能会产生很大的影响。”。

参考文献:“冠状病毒通过SETDB2诱导糖尿病巨噬细胞介导的炎症”,作者:William J.Melvin、Christopher O.Audu、Frank M.Davis、Sriganesh B.Sharma、Amrita Joshi、Aaron Dekker、Sonya Wolf、Emily Barrett、Kevin Mangum、周晓峰、Monica Bame、Alex Ruan、Andrea Obi、Steven L.Kunkel、,Bethany B.Moore和Katherine A.Gallagher,2021年9月3日,美国国家科学院院刊.
内政部:10.1073/pnas.2101071118

参与这项研究的其他密歇根大学研究人员包括克里斯托弗·奥杜、弗兰克·戴维斯、斯里格内斯·B·沙玛、阿姆丽塔·乔希、艾伦·登德克尔、索尼娅·沃尔夫、艾米莉·巴雷特、凯文·曼格姆、周晓峰、莫妮卡·巴梅、亚历克斯·阮、安德里亚·奥比、史蒂文·L·昆克尔和贝萨尼·B·摩尔。

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