10月21日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》同時(shí)上線兩篇研究論文，由多國科學(xué)家組成的兩支科研團(tuán)隊(duì)背靠背地發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)過去未知的關(guān)鍵因素增強(qiáng)了新冠病毒（SARS-CoV-2）感染宿主細(xì)胞的能力：除了眾所周知的ACE2受體外，宿主細(xì)胞上另一種叫作神經(jīng)纖毛蛋白（Neuropilin-1，簡稱NRP1）的受體，同樣會(huì)與新冠病毒的S蛋白相結(jié)合，作為輔助，把病毒“拉”入細(xì)胞。

這一突破性的發(fā)現(xiàn)不僅有助于理解為什么新冠病毒比SARS病毒具有更強(qiáng)的感染性、造成的癥狀更復(fù)雜，同時(shí)也指出了新的潛在靶點(diǎn)，對(duì)于開發(fā)抗新冠病毒的藥物有重要意義。

研究人員在論文中指出，與SARS相比，新冠病毒造成的疾病癥狀更為復(fù)雜、傳播性更強(qiáng)。不像SARS僅限于下呼吸道系統(tǒng)感染，新冠病毒會(huì)感染鼻黏膜在內(nèi)的上呼吸道系統(tǒng)，因此通過打噴嚏等方式會(huì)造成病毒主動(dòng)脫落、迅速擴(kuò)散。而且，新冠感染影響多種器官（如肺和腎臟），還會(huì)引發(fā)神經(jīng)癥狀，包括嗅覺和味覺暫時(shí)喪失。

這種差異引起了科學(xué)家們的重視。然而，從病毒感染人體細(xì)胞的過程來看，兩種冠狀病毒都會(huì)識(shí)別并結(jié)合人體細(xì)胞的ACE2受體，進(jìn)而打開細(xì)胞的大門。“我們的研究起點(diǎn)是，為什么同樣結(jié)合ACE2受體，它們引起的疾病不同？” 其中一支研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人、慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Mikael Simons教授說。

兩支研究團(tuán)隊(duì)都把目光投向了S蛋白。S蛋白是新冠病毒用來識(shí)別細(xì)胞的“攻城錘”，也是目前開發(fā)抗病毒療法和疫苗的關(guān)鍵。新冠病毒的S蛋白有一個(gè)不同于SARS病毒的顯著特點(diǎn)：具有弗林蛋白酶切割位點(diǎn)。人體內(nèi)的弗林蛋白酶因此可將新冠病毒S蛋白切割成S1和S2兩個(gè)亞單位。

仔細(xì)查看被弗林酶切割后的末端序列，S1亞單位上的一小段氨基酸吸引了他們的注意：從序列來看，這段氨基酸和人類蛋白質(zhì)中與NRP-1相結(jié)合的序列一致。

隨后，Simons教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用體外培養(yǎng)的細(xì)胞證明，存在ACE2的情況下，NRP-1可以促進(jìn)病毒感染。而這段序列發(fā)生突變后，NRP1便不能起到增強(qiáng)病毒感染的作用。

▲圖中綠色的是被新冠病毒感染的人類細(xì)胞，在沒有宿主因子NPR1的輔助時(shí)，病毒的感染性大大降低（圖片來源：參考資料[1]）

“如果把ACE2視為進(jìn)入細(xì)胞的大門，那么NRP1或許就是把病毒帶到門口的因素。”Simons教授解釋說，“在大多數(shù)細(xì)胞中，ACE2的表達(dá)水平很低，因此病毒要找到進(jìn)入細(xì)胞的大門并不容易，而像NRP-1這樣的輔助因子可能是病毒必需的。”

這支研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)一些新冠死亡患者進(jìn)行了尸檢分析。新冠患者中常見嗅覺障礙問題，而對(duì)感染者鼻腔組織樣本的分析結(jié)果果然發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)NRP1的嗅上皮細(xì)胞和嗅神經(jīng)細(xì)胞會(huì)被新冠病毒感染，這進(jìn)一步確認(rèn)了NRP1在病毒感染中發(fā)揮作用。

▲患者的鼻腔樣本組織顯示，新冠病毒感染了NRP1陽性的嗅上皮細(xì)胞（圖片來源：參考資料[1]）

另一支英國布里斯托大學(xué)主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)采用一系列結(jié)構(gòu)和生化方法，同樣確認(rèn)了新冠病毒S蛋白與NRP1有直接的相互作用。

更重要的是，在體外培養(yǎng)的人類細(xì)胞系中，兩支研究團(tuán)隊(duì)分別采用針對(duì)NRP1的單抗或選擇性NRP1抑制劑，以阻止S蛋白與NPR1的相互作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都顯示，新冠病毒的感染性得到明顯下降。

研究人員在論文中總結(jié)說，這些結(jié)果表明，“針對(duì)新冠病毒S蛋白與NRP1的相互作用，可以為遏制COVID-19大流行提供一條過去未知的途徑。”

參考資料

[1] James Daly et al., (2020) Neuropilin-1 is a host factor for SARS-CoV-2 infection. Science. DOI: 10.1126/science.abd3072

[2] LUDOVICO CANTUTI-CASTELVETRI et al., (2020) Neuropilin-1 facilitates SARS-CoV-2 cell entry and infectivity. Science DOI: 10.1126/science.abd2985

[3] Coronavirus: Study finds further door opener into the cell. Retrieved Oct. 21, 2020, from https://medicalxpress.com/news/2020-10-coronavirus-door-cell.html

[4] Neuropilin-1 drives SARS-CoV-2 infectivity, finds breakthrough study. Retrieved Oct. 21, 2020, from https://medicalxpress.com/news/2020-10-neuropilin-sars-cov-infectivity-breakthrough.html