パートⅡ：SARS-CoV -2シリアハムスターモデルの感染は、心臓と腎臓を含む呼吸器組織と非呼吸器組織の両方で炎症とI型インターフェロン調節不全を引き起こします
Mar 18, 2022
詳細情報：ali.ma@wecistanche.com
Magen Ellen Francis、Una Goncin＆etal。
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概要
COVID -19（コロナウイルス病2019）によって引き起こされるSARS-CoV -2（重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2）感染症は、いくつかの臓器系に影響を与える病気です。 のすべての臨床症状を捉えるモデルCOVID -19、長距離疾患と同様に、必要です。 気道、心臓、および腎臓後SARS-CoV -2シリアのハムスターの感染症。 炎症性サイトカイン（IL -6、IL -1ベータ、およびTNF）とII型インターフェロンの有意な増加が見られましたが、I型インターフェロンは阻害されました。 肺外組織の検査は、炎症を示しました肝臓、肝臓、および心臓もI型インターフェロンのアップレギュレーションを欠いていました。 組織学的には、心臓には心筋炎と微小血栓の証拠がありましたが、肝臓尿細管の炎症がありました。 これらの結果は、COVID -19そしておそらく急性後遺症の人々の長期にわたる病気SARS-CoV -2（PASC）。 コロナウイルス2）感染症は、気道、尿路、神経系、心臓血管系などのいくつかの臓器系に影響を与える可能性があります。 この病気を適切に研究し、治療法を評価するために、COVID -19必要とされている。 ウイルス感染後に発生する損傷は、多くの場合、宿主自身の免疫応答が原因であることが知られています。 したがって、ここでは、気道、心臓、および腎臓後SARS-CoV -2シリアのハムスターの感染症。 炎症性サイトカイン（IL -6、IL -1ベータ、およびTNF）、およびI型インターフェロンと呼ばれる抗ウイルス性サイトカインの有意な増加が見られました。 興味深いことに、抗ウイルス反応のI型インターフェロンは気道で阻害されました。 肺外組織の検査は、炎症を示しました肝臓、肝臓、および心臓もI型インターフェロンのアップレギュレーションを欠いていました。 組織学的には、心臓には心筋炎と微小血栓の証拠がありましたが、肝臓尿細管の炎症がありました。 これらの結果は、COVID -19そしておそらく急性後遺症の人々の長期にわたる病気SARS-CoV -2（PASC）。
SARS-CoV -2感染は、心臓、リンパ節、脾臓に重大な炎症または免疫調節を引き起こし、大腸に好酸球の兆候を示します。
炎症、適応免疫、および抗ウイルス応答の免疫マーカーも、組織の組織病理学と並んで非呼吸組織で評価されました。 縦隔リンパ節、心臓、肝臓、脾臓、肝臓、および大腸は、I型IFN、II型/一般IFN応答、および先天性/適応性メディエーター（図6）によって上記のように分類された免疫標的の調節、および免疫病理学（図7およびS4）のために使用されます。 組織病理学の最初の評価が特定の免疫機構の関与を示唆した場合（S4図）、より深い情報を取得するために高解像度スキャンが実行されました（図7）。 縦隔リンパ節は15日目に回復することができませんでした。遺伝子発現の対応する重要性はS2表にあります。 肝臓を除くすべての肺外臓器におけるI型およびII型IFN応答は、肺および鼻甲介と同様の調節プロファイルを示しました（図6）。 遺伝子調節は、I型応答の減少とII型応答の増加によって特徴づけられました。 STAT2は縦隔リンパ節で有意に減少しました。肝臓、脾臓、および大腸。 心臓ではIRF1が有意かつ持続的に減少し、大腸ではIFN-βが減少しました（図6）。 逆に、IFN-γの顕著な増加が縦隔リンパ節で観察され、肝臓心臓と脾臓の程度は低くなります。 T細胞化学誘引物質であるCXCL10は、脾臓、肝臓、および縦隔リンパ節で高レベルに増加し、リンパ節では調節が二相性でした（図6）。 脾臓およびリンパ節における先天性/適応性メディエーター遺伝子の調節は、効果的に調節されなかったTGF-β、IL -5 R、およびCCR3を除いて、調べたすべての免疫標的で見られました。 具体的には、CD3、CD4、CD8A、IL -2、IL -21、IL -10、IL -4、IL -5、IL{{13の有意な調節}}、およびIL-12はこれらの二次免疫器官で認められました。 自然免疫/獲得免疫メディエーターの調節は、IL -2、IL -10、IL -4、およびIL-5がベースラインの100倍に増加した心臓で特に興味深いものでした。 。 炎症性サイトカインの最も高いアップレギュレーションは心臓で検出され、続いて腎臓、肝臓、縦隔リンパ節で検出されました。 心臓では、IL -12は早期に有意に増加し、TNFとともに、15日目でも上昇したままでした。 IL-6およびIL-1ベータも5日目と8日目に心臓組織で一過性に誘導されました（図6）。 心臓の有意な変化が組織学的分析によって観察された（S4図）。 高解像度イメージングでは、心臓に微小血栓（図7A、白い矢印）と心筋炎（図7B、白い矢印）の証拠が見つかりました。 CD14、IL -1ベータ、およびTNFは腎臓の初期にアップレギュレートされましたが、8日目から12 piまでに減少し（図6）、これは腎臓への炎症細胞の浸潤と、おそらく急性腎障害または尿細管損傷（白い矢印で、図7C）。 IL -6の発現は肝臓で持続し、IL-1ベータも後期に増加しました。 縦隔リンパ節では、IL -12が二相性に増加し、IL -6とTNFがそれぞれ12、8、11倍のレベルに一時的に増加しました。 大腸は、好酸球の浸潤を伴うIL -5、IL -5 R、およびCCR3の有意な調節を示しましたが（図7D）、他の先天性/適応性メディエーターの調節は最小限でした。 肺外臓器の分析に伴い、臓器機能障害を評価するために、経時的な動物の血液化学を分析しました（S5図）。 肝機能の兆候として、グルコース、アルブミン、アルカリホスファターゼ、アラニントランスフェラーゼ、血中尿素窒素、総ビリルビン、総タンパク質を分析しました[27]。 カルシウム、カリウム、アルブミン、アミラーゼ、血中尿素窒素、および総タンパク質を分析して、腎臓を評価しました[27]。 胃腸の健康は、ナトリウム、カリウム、およびアルカリホスファターゼによって評価されました[27]。 心臓機能は、ナトリウム、カリウム、およびアラニントランスフェラーゼを使用して測定されました[27]。 グロブリンのアップレギュレーションは、抗原刺激の兆候として評価されました[27]。 調査した14の分子のうち、アミラーゼとグルコースのみが、対照と比較した場合、感染した動物で有意に増加し、pi8日目にそれぞれ1700U/Lと280mg/dLでピークに達しました。 さらに、カリウム濃度（[K plus]）の変化が最も顕著であり、ほとんどの個人で[K plus]が増加し、15日目に最大の変化が見られたため、研究期間中は主に時間に関連しているように見えました。アルブミンも注目に値するが、多くの動物で軽度であった。 総タンパク質濃度はほとんどの被験者でわずかに増加しましたが、その変化は比較的軽度であり、臨床的に重要ではない可能性があります。 8日目のグルコース（280 mg / dL）、12日目のアルカリホスファターゼ（ALP）（3 U / L）、血中尿素窒素（BUN）（22 mg / dl）など、他の肝臓マーカーは時間経過の後半でピークに達しました。アラニントランスフェラーゼ（ALT）は、2日目にピークに達しましたが、12日目には100 U / Lをわずかに下回る高さであり、肝臓の損傷の可能性を示唆しています。 腎臓マーカーも、アミラーゼ（1700 U / L）では8日目、カリウムとBUN（それぞれ、12および22 mg / dl）では15日目にピークに達しました。 いくつかの例外を除いて、BUNは時間に依存して濃度が増加する可能性がありました。 対照的に、カルシウムは2日目に2.6 mg / dlでピークに達しましたが、基準値に落ち込みました。 ナトリウムなどの胃腸および心臓の健康のマーカーは最小限の調節を示しましたが、[K plus]は感染の時間経過全体で比較的直線的に増加し、15日目（12 mg / dl）でピークに達しました。 ALP（胃腸マーカー）は3u / Lで5日目と8日目に高く、ALT（心臓マーカー）は75-100 U / Lで2、8、12日目に非感染ハムスターと比較して感染ハムスターで増加しましたが、違いは重要ではありませんでした。 最後に、グロブリンは2日目に0.6 g / dLでピークに達し、時間の経過とともに比較的直線的に減少しました。 まとめると、血液分析は、肺外臓器のいくつかの調節不全、およびそれに応答した抗原刺激を示していますSARS-CoV -2.
図6.ハムスターのSARS-Cov-2感染は、選択された肺外器官の炎症性および免疫メディエーター関連遺伝子の増加をもたらし、心筋炎、適応免疫進化、および大腸への好酸球浸潤を示している可能性があります。qRT-PCRは、縦隔（M）リンパ節、心臓、腎臓、脾臓、肝臓、および大腸から抽出されたRNAに対して実行されました。SARS-CoV -2接種されたハムスター。 サンプルは、I型インターフェロン応答関連（IFN-ベータ、STAT2、IRF1、IRF3、TLR3）、II型インターフェロン応答関連（IFN-γ、IRF2、STAT1、CXCL1 0）、および生得的/について評価されました。適応型メディエーター（CD3、CD4、CD8、CD19、IL -2、TGF-β、IL -21、IL -10、IL -4、IL -5、 IL -5 R、IL -13、IL -12、CD14、CCR3、PKR、CCL20、CCL22、IL -1ベータ、IL -6、TNF）遺伝子ハムスター配列に特異的なPCRプライマーを活用する（表1）。 倍率変化は、ハウスキーピング遺伝子としてBACTを使用して、ベースライン（0日目）に対するΔΔCtを介して計算されました。 Nはすべての時点で3です。
討論
元はSARS-CoV -2感染症は主に呼吸器疾患を引き起こすと考えられていましたが、今では明らかですCOVID -19いくつかの臓器系に影響を与える多くの顔の病気です[25,26]。 病気の原因と人間が経験する無数の臨床症状をよりよく理解するために、気道と非呼吸器の免疫病理学を調査しました。SARS-CoV -2シリアのハムスターの感染症。 105TCID50の感染SARS-CoV -2軽度から中等度の臨床疾患をもたらしました。 評価したすべての組織にウイルスRNAが存在したが、感染性ウイルスは主に気道に含まれていた。 気道における宿主応答プロファイリングは、II型IFN、炎症性サイトカイン、先天性および適応性サイトカインの同時増加を伴うI型IFN応答の阻害を特定した。 肺外臓器の調査でも、I型およびII型IFNシグナル伝達について同様のプロファイルが見つかりました。 ただし、組織固有の免疫調節も確認されました。 具体的には、先天性および適応性メディエーターの有意な発現が心臓および脾臓で同定された。 中の抗ウイルス治療以来SARS-CoV -2感染は短い期間にのみ有効です[28]、重度COVID -19調節不全の免疫応答の結果であると考えられています[29]。 免疫の病因を理解することは、治療標的を特定し、関連する急性の非呼吸器症状を治療するために不可欠です。COVID -19心臓の動悸や片頭痛、および急性後遺症などの回復期の長期的な状態を含むSARS-CoV -2感染（PASC）、long-COVID[30]とも呼ばれます。
図7.選択された肺外臓器は、SARS-CoV -2感染後、心臓の微小血栓と心筋炎、腎臓の尿細管損傷、および大腸の好酸球浸潤の証拠を伴う明確な病状を示します。心臓、腎臓、および大腸は、剖検時に各動物から収集され、パラフィンブロックを埋め込む前に10パーセントのホルマリンで固定されました。 組織はH＆E染色されました。 心臓組織は、複数日にわたって微小血栓（白い矢印）を示し（A）、8日目に心筋炎を示しました（白い矢印）（B）。 腎臓に急性損傷/尿細管損傷がありました（白い矢印）（C）。 大腸には好酸球浸潤が見られました（白い矢印）（D）。 染色された組織は、AperioScanScopeXTスライドスキャナーを使用して視覚化および画像化されました。 示されている画像は、グループごと、時点ごとに3匹の動物を表しています。
感染に影響を与える感染の主な部位SARS-CoV -2人々の中には気道があります。 したがって、私たちの調査の最初の焦点は、関連する免疫応答と免疫病理学を含む気道でした。 ここでは、シリアのハムスターにおけるSARS-CoV -2感染後の上気道感染症と下気道感染症、および関連する疾患の両方を示しました。 肺のウイルス感染は、炎症細胞の浸潤を特徴とする重篤な病状を引き起こし、pi 5日目までに気管支肺炎を引き起こし、8日目までに出血を引き起こしました。これらの所見は、以前のシリアのハムスター研究におけるSARS-CoV -2感染と一致していました[19、 20,31,32]およびアカゲザル[33]を含むより大きな動物モデル、および一部のヒトで同定された重度の肺炎COVID -19患者[34-36]。 データの一貫性は、モデル化するためのハムスターの使用をサポートしますSARS-CoV -2感染症ヒト呼吸器疾患および関連する免疫病理学。 また、一部のハムスターは、より高いウイルス量と相関するより大きな体重減少を経験したことにも注目しました。 体重の違いは、ハムスターが頬の中に食べ物を隠すという自然な本能、非効率的な接種、またはこの動物のストックに体重の減少とウイルス複製を引き起こす可能性のある固有の宿主特性があるためである可能性があります。 すべての動物が口の中での食物貯蔵についてチェックされ、すべての動物が陽性であったのでSARS-CoV -2ウイルスの場合、この結果は計量エラーまたは不十分な接種のいずれかを反映しているとは思われません。 チャールズ川のシリアのハムスターに遺伝的差異があるかどうかを判断するには、さらに多くの作業が必要です。 動物ストックの純度を理解することは、SARS-CoV -2治療研究でこれらの動物を使用するための重要な情報を提供し、この知識をより重症のハムスターの開発に活用できるかどうかを示します。SARS-CoV -2モデル。 私たちの研究では、肺や鼻甲介のIL -6やTNFなどの主要な炎症遺伝子のアップレギュレーションも特定し、ハムスターの以前の免疫モデリングを確認しました[32,37]。 これらの炎症マーカーは、ヒトの血液の評価を通じて重篤な疾患の予測因子であることが示されているため、これらの所見は重要です[38-42]。 ハムスターの呼吸器組織におけるSARS-CoV-2に対する宿主の反応のより詳細な分析は、トランスクリプトームシーケンシング分析を使用して行われました[43,44]。 Hoaglandと同僚は、SARS-CoV -2宿主の免疫遺伝子調節のためにハムスターに感染し、PCRの結果と一致するIL -6、TNF、およびIL-1ベータ[43]の顕著なアップレギュレーションを発見しました。 別の研究では、シングルセルシーケンシング分析により、IFN-γとIL -2 [44]のアップレギュレーションを含む顕著なT細胞応答が明らかになりました。これは、肺で高度に発現していることにも注目した2つのマーカーです。 さらに、肺の分析により、T細胞マーカーCD3、CD4、およびCD8Aのアップレギュレーションが明らかになりました。 重要なことに、本研究で報告したqRT-PCR分析は、これらの他の研究と一致しており、ハムスターSARS-CoVで評価されているワクチンおよび治療薬の有効性を迅速に評価する方法としてqRT-PCRの使用を検証しています{{ 13}}モデル。 当社のqRT-PCRプロファイルは、簡単に使用できるターゲットバイオマーカーを提供します。 私たちの研究と解釈は、病因分析の存在だけを持つことによって制限されていました。 将来の研究では、ワクチンおよび治療研究で使用するために免疫標的のパネルを利用する必要があります。
抗ウイルス応答は、ウイルス複製の積極的な破壊と他の細胞への拡散を制限する免疫刺激によるウイルスの初期制御に不可欠です。 ウイルスまたはウイルス抗原の存在を特定した後、インターフェロンの誘導は、インターフェロンと他の生来のサイトカインとの間のバランスが効果的な作用に重要である細胞内の抗菌状態の確立の中心です[45]。 最近、I型インターフェロン（IFN-アルファおよびIFN-ベータ）の阻害は、COVID -19ウイルスが抗ウイルス免疫をブロックして病因を増加させることができることを示唆している[14,46,47]。私たちの研究では、ハムスターが感染していることがわかりましたSARS-CoV -2原型的なII型IFN反応を示します。 対照的に、IFN-β遺伝子発現の減少とI型アンタゴニストであるIRF2遺伝子発現の増加によって証明されるように、IIFN型応答はダウンレギュレーションされています。 多数の研究により、invitroでのSARS-CoV-2感染後のI型IFN応答の障害が実証されています[14、48-51]。 ここで報告するIFN調節不全は、重症のヒトの呼吸器組織ではまだ分析されていません。COVID -19、しかし、血液の全身免疫分析は同様の結果を示しています[14,46,47,52]。 I型インターフェロン応答を阻害するメカニズムは完全には解明されていませんが、ウイルスおよび宿主因子がこの調節不全に関与している[53,54]。
インターフェロン応答の調節不全は、宿主の免疫を回避するためにウイルスによって採用される戦略です。 SARS-CoV（重度の急性呼吸器症候群コロナウイルス1）およびMERS-CoV（中東呼吸器症候群コロナウイルス）感染に対する宿主の反応に関する以前の調査は、複数のコロナウイルスがこの戦略を採用していることを示唆しています[55-59]。 Xiaらによる2020年の研究。 高病原性コロナウイルスによって利用されるこの調節不全は、SARS-CoV -2これらの3つのベータコロナウイルスすべてがI型インターフェロン経路をダウンレギュレートすることを実証することによって。 具体的には、NSP1、NSP6、およびNSP13 [50]は、NSP1 [60]の場合はホストリボソームをブロックするか、NSP13 [61]の場合はIFN-ベータ誘導に必要な上流タンパク質を標的とすることにより、IFN-ベータ翻訳を妨害します。 他のSARS-CoV -2ウイルスタンパク質もインターフェロンのダウンレギュレーションに関与している[62]。 ORF3bとORF9bはどちらも、I型IFNシグナル伝達を阻害するために、ミトコンドリアの抗ウイルスシグナル伝達タンパク質複合体を特異的に標的とします[63,64]。 影響を与えるホスト要因SARS-CoV -2感染の結果には、年齢と性別が含まれます。 さらに、併存疾患はインターフェロンの調節不全にも関係している[65]。 Trouillet-Assentらによる2020年の研究COVID -19I型IFNを全身的に発現している個人、およびIFN-アルファとベータの両方のレベルが有意に低い個人を含むコホートにおける患者の転帰。 彼らは、I型インターフェロンの発現を欠く患者は年齢が高く、I型IFNを発現した患者と比較して男性である可能性が高いことを発見しました[66。 同様の研究では、男性のレベルと比較して、女性の方が有意に高い全身レベルのIFN-alpha2が同定されました|67]。 私たちの最近の研究では、高齢のオスのフェレットは、大人のメスと比較してI型インターフェロン応答が遅延し、オスはOASL、MIX1、IDG15などの必須の抗ウイルス遺伝子の誘導を欠いており、ウイルス負荷の増加と一致することがわかりました[68]。ハムスターモデルを使用した現在の研究では、すべての動物がオスであり、観察されたI型インターフェロン調節不全を完全に理解するには性バイアスの調査が必要であることを示唆しています。 現時点では、宿主因子がインターフェロン応答に影響を与える理由または方法は不明です。SARS-CoV -2。 Bastard et al。による研究では、重症の男性におけるI型インターフェロンに対する自己抗体の存在が確認されました。COVID -19[69]。 これは、ヒト患者のサブセットにおけるI型インターフェロン応答の低下に関与する免疫メカニズムの可能な説明を提供します。 すべてのハムスターが成体のオスの動物である本研究におけるインターフェロン応答の低下のメカニズムは、さらなる調査を待っています。 さらに、気道の病理学と一緒に特定した免疫プロファイルは、ハムスターがこれらのメカニズムを探索し、I型インターフェロン[48,49,70]やインターフェロンラムダ[Z1、Z2]などの治療法をテストするための理想的なモデルであることを示唆しています。どちらも治療に有効性を示していますCOVID -19患者[Z3-75]ですが、さらなる研究が必要です。
COVID -19は呼吸器と非呼吸器の両方の病因を伴う疾患です[25,26]が、気道外の宿主の反応についてはほとんど理解されていません。 私たちの研究では、縦隔リンパ節、心臓、腎臓、肝臓、脾臓、大腸など、気道の外側のいくつかの組織でvRNAを特定しました。 ウイルスRNAの存在は、生ウイルスの複製と組織感染の指標となる可能性がありますが、生ウイルスがなくても存在する可能性があります。 肺外結核の感染が発生している場合は最小限であることを示唆する、気道外での有意な生ウイルスは見つかりませんでした。 ただし、ウイルスRNAの存在は、臨床疾患および関連するメカニズムにとって重要である可能性があります。 ウイルスRNAの存在は、全身に輸送される血液中のウイルス、または抗原提示細胞によって脾臓や縦隔リンパ節などの免疫学的に重要な組織に輸送されたウイルス抗原の結果である可能性があります。 ウイルスRNAの存在は、これらの組織内の免疫応答および関連する病因において役割を果たす可能性があります。 したがって、ウイルスRNA陽性の組織における免疫関連の宿主応答を調査しました。 すべての非肺組織で炎症性およびII型インターフェロン遺伝子のアップレギュレーションが見られましたが、最も顕著な反応は心臓の免疫調節性サイトカインの増加でした。 心臓内で、私たちの分析は、IL -10、IL -2、IL -4、IL -5、IL -5 R、IL{を含むサイトカインの増加を特定しました。 {12}}、CD14、およびCCR3で、いくつかのサイトカインmRNA転写産物が100-倍に増加しました。 ここで選択したサイトカインはさまざまなT細胞サブセットによって産生される可能性がありますが、TGF-βが存在しないことは、T制御性細胞が存在する可能性が低いことを示唆しています。 さらに、IL -13がない場合、TH2応答の可能性が低くなります。 Tリンパ球とは別に、IL -10、TNF、およびIL -6の遺伝子発現の増加は、単球またはマクロファージに起因する可能性があります[76]。 これは、CD14[76]の増加によってさらにサポートされています。 IL -5、IL -5 R、IL -4、およびCCR3の発現も、好酸球の存在を示唆しています[77]。 現在、多数の臨床研究で心臓の関与が検出されています。COVID -19[78-84]。 実際、回復した人の約30パーセントがCOVID -19ある種の心臓損傷がある85]。 100のドイツの研究COVID -19患者は、心筋炎がからの回復後数ヶ月でさえ一般的であることを発見しましたSARS-CoV -2感染[84]。 テストされたコホート内では、患者の78％が、程度に関係なく心臓関連の症状を経験しました。COVID -19重大度[84]。 単球は、心筋の炎症で心臓に浸潤し、IL -10、IL -1ベータ、IL -6、およびTNF[86]を産生することが知られている細胞タイプの1つです。 IL -12 [87,88]、これらはすべて心臓のポストでアップレギュレートされましたSARS-CoV -2私たちの現在の研究における接種。 さらに、関連する心臓の問題の別のサブセットCOVID -19好酸球性心筋炎を引き起こす好酸球に起因するとされています[89]。 他のウイルスは、感染後に好酸球性心筋炎を引き起こすことが知られています[90-93]。 この病状は通常、ウイルスが心臓の組織に感染すること、たとえばコクサッキーウイルスB3感染に起因します[94]。 好酸球性心筋炎はCOVID -19患者は、剖検すると、心臓組織がリンパ球、マクロファージ、そして顕著に好酸球を含む炎症細胞の浸潤を示した[89]。 この場合、死亡時に心臓に生ウイルスが存在しなかったにもかかわらず、心臓の好酸球と全体的な炎症の増加が見られました[95]。 組織病理学における好酸球性心筋炎の研究と、心臓に見られるサイトカインの特徴の証拠が見つかりました。 私たちの研究では、好酸球がIL -4のアップレギュレーションを介して炎症性心筋症を引き起こす可能性があります。これは、SARS-CoV-2接種後8日目にハムスターの心臓での遺伝子発現に関して増加しました。 感染したハムスターの血漿中のカリウムの増加とアラニントランスフェラーゼのわずかな増加も、心臓の調節不全をサポートしている可能性があります。 これを念頭に置いて、COVID-19に関連する心臓損傷を調節するメカニズムはまだわかっていません。 心臓の関与の有病率を考慮するCOVID -19患者さん、病気のメカニズムを理解するにはもっと研究が必要です。 ここでは、ハムスターが心臓損傷の定義メカニズムを理解するのに役立つ可能性があるという証拠を提供しました。SARS-CoV -2感染症とこの病状の治療法の評価。
免疫学的には、脾臓と縦隔リンパ節での分析は、適応免疫の誘導を示唆しています。 縦隔リンパ節は、CD3、CD4、IL -2、IL -21、I -10、IL {の遺伝子発現のアップレギュレーションを伴う、T細胞関連遺伝子の顕著な二相性調節を同定しました。 2日目と15日目の{6}}、IL -5、IL -13このプロファイルは、樹状細胞による肺感染直後の流入領域リンパ節内での初期の抗原提示を示唆しています。 2リンパ節におけるIL-12産生のアップレギュレーション[96,97]。 T細胞の活性化につながる樹状細胞の遊走は、最終的にIL-2で最高潮に達し、T細胞の成長と増殖を刺激します[98]。 感染したハムスターの感染後2日目の血中グロブリンレベルも、初期の抗原刺激をサポートします。 IL -4、IL -5、およびIL -13のアップレギュレーションは、TH2スキュー応答を示唆しています[99]。 初期の研究では、無症候性または軽度であることが示されていますCOVID -19IL-4およびIL-10[100] .IL -10の増加を特徴とする全身性TH2に免疫が偏っている症例も、本研究の2日目にアップレギュレーションされました。 私たちのデータは、活性化T細胞が鼻甲介などの生きたウイルス感染を伴う組織に動員されることを示唆しており、接種後5日目にT細胞関連遺伝子の増加が観察されました。 15日目のリンパ節における遺伝子の二次的なアップレギュレーションも、T細胞サブセットの拡大を示唆しています。 現時点で感染性ウイルスが存在しない場合、これは、記憶反応の発生に直接寄与するT細胞サブセットの増加である可能性があります。 中央記憶T細胞もIL-2[101]を産生するため、接種後15日目にIL -2の増加を示すデータは、T細胞記憶を示している可能性があります。 IL -21は、15日目に最もアップレギュレートされたT細胞関連遺伝子でした。IL-21は、主に胚中心B細胞[102]、特にスキューイングBを支援するサブセットであるT濾胞ヘルパー細胞によって産生されます。親和性成熟と記憶発達に向けた細胞。 B細胞マーカーCD19もリンパ節で増加し、遺伝子発現のピークは15日目に発生しました。Lakshmanappaらによる2021年の研究SARS-CoV -2アカゲザルの感染。縦隔リンパ節での強力なT細胞応答と、CD4の特異的増加、およびT濾胞ヘルパー細胞マーカーCD28とCXCR5が明らかになります[103]。 私たちの研究で観察されたT細胞遺伝子発現の増加は、胚中心応答も示している可能性があります。 全身性T細胞応答の上昇は、長期記憶を回復および発達させるSARS-CoV-2の患者でも観察されています[97,104]。 リンパ節評価のための胚中心反応のマーカーを増やしたより深い分析は、ワクチン研究に有益です。
リンパ節の活動の上昇は、病因を示している可能性もあります。 リンパ節は、生きたウイルスが検出された唯一の非呼吸器でした。 リンパ節および脾臓の生きたウイルス感染は、SARS-CoV -2[105]。金子らによる研究では、故人からのヒトリンパ節および脾臓サンプルCOVID -19患者は、BCL6とB細胞、および一般的に胚中心全体を欠いていました。 著者らは、これが体液性応答の低下の原因であると仮定しました。SARS-CoV -2[106]。 感染後8日目までに検出された強力な中和抗体応答がウイルス排出の減少と一致することを確認したため、本研究のリンパ節で検出された生ウイルスは機能的なB細胞応答を示している可能性が高くなります。胚中心反応。
脾臓はまた、8日目から15日目まで直線的に遺伝子発現の増加を特徴とする顕著な免疫応答を示しました。この遅いアップレギュレーションは、局所排液ノードでの活性化後に発生する病原体に対する免疫応答との典型的な脾臓の関与と相関しています[107]。 リンパ器官である脾臓は、ウイルス抗原に応答してT細胞とB細胞も活性化します。CD3、CD4、IL -2、およびI -21の高い遺伝子発現は、T濾胞細胞を示唆しています。リンパ節で見られたように、胚中心に依存するB細胞活性も同様です[108]。 さらに、脾臓の反応は、形質細胞様樹状細胞（pDC）がCD8プラスT細胞およびナチュラルキラーT（NKT）細胞の活性化のためのTLR7およびTLR9を介したウイルス抗原認識に関与しているウイルス血症の結果である可能性があります。 これらの細胞タイプは両方とも、CD8.IL-12とともにモデルで増加したIFN-ベータおよびIL-12 [109]によって脾臓で活性化された後、ウイルスに感染した細胞の除去に機能します。 、IL -10、およびCD14は、感染したハムスターの脾臓でアップレギュレートされ、マクロファージの食作用を示している可能性があります[110,111]。 また、脾臓の自然リンパ球（ILC）は、損傷に応じて組織の修復をサポートし、IL-5とIL-13[112]を生成します。 まとめると、脾臓におけるこの後の反応は、脾臓のリサイクル機能、および長期記憶反応のための潜在的なリンパ球活性化を示しています。
大腸は、I -5、IL -5 R、およびCCR3を除いて、評価されたサイトカインの最小限の調節を示しました。 これら3つの遺伝子すべての発現は、2日目から15日目に有意に増加し、8日目のベースラインと比較してIL-5のピーク倍率変化は74でした。IL-5は主にタイプ2Tによって分泌されます。 -ヘルパー細胞と好酸球[113]。 IL-4やIL-13などの他のTh2関連遺伝子の遺伝子発現レベルが低く、既知の好酸球マーカーIL -5 RおよびCCR3が増加していることを考えると、IL{である可能性があります。 {18}}は主に好酸球によって産生されており、大腸の組織学的分析で見ることができます。 好酸球は、顆粒内のRNaseによって証明され、他の呼吸器ウイルスの除去に関連しているように、抗ウイルス防御に直接的な役割を果たします[114,115]。 胃腸管にも多数の好酸球が見られます[116]。私たちの研究では、感染したハムスターの大腸は生きたウイルスを示しませんでした。 しかし、大腸は陽性でしたSARS-CoV -2接種後2日目と5日目のウイルスRNAは、炎症反応がない場合に結腸でvRNAを観察したSiaetal。と一致する所見です[20]。 の最大20パーセントCOVID -19患者は下痢などの胃腸症状を報告し[39,117]、ウイルスが糞便に放出されます[118]。 これは、重度の症例で報告されている好酸球の減少によって説明できます。COVID -19[119-121]。 好酸球によるIL-5遺伝子発現の増加は、大腸の抗ウイルス状態に寄与し、それによって感染を防ぐ可能性があります。 この高められたIL-5応答につながる正確な細胞型を確認するには、さらなる調査が必要です。
私たちの研究では、SARS-CoV -2感染したシリアのハムスター。 動物由来の感染していないハムスターを使用して基準範囲を決定し、ハムスター、特にシリアのハムスターについて公表されている基準範囲と測定値を比較しました[122]。 感染前に動物の血液化学に影響を与える可能性のある分析前の要因には、動物が受ける可能性のあるストレスのレベルや、採血時に使用されるイソフルラン麻酔薬などがあり、血液化学を変化させる可能性があります。 グルコース、ALT、ALP、および無機リンのレベルは、イソフルランおよびここに示されていない他の麻酔薬の下でラットで有意に高かったことが示されています[123]。感染後の最も顕著な変化には、時間の経過とともに増加したカリウム濃度が含まれていました。 塩基であるカリウムは、患者が酸性状態にあるときに水素（H'）（酸）と交換するための緩衝剤として機能します。 血液アシドーシスは呼吸機能の変化によって引き起こされる可能性があるため、肺炎/呼吸困難の兆候を示したハムスター（二酸化炭素（CO2）の保持（または排出量の減少）と酸素（排出量の減少）の増加を示唆していることは驚くべきことではありません。 O2）肺胞機能の低下により摂取される）は酸性状態になり、血中のカリウムの増加につながります。 我々の基準範囲と比較してより低いアルブミンレベルに関しては、炎症性サイトカインの発現に応答してアルブミンが増加すると予想されたであろう。 アルブミンのレベルが低かったのは、以前に示されたイソフルランの使用が原因であった可能性があります[122-124]。 時間の経過に伴うグルコースに関して、感染した動物のほとんどは、グルコース濃度の増加を示し、コルチゾール誘発性ストレス、エピネフリン誘発性興奮、またはインスリン産生または分泌/受容体相互作用の調節不全を示唆している。 要約すると、この分析の最も興味深い発見は、カリウムレベルの増加に関連する酸素レベルの減少の示唆でした。 これらの結果は、カリウムモニタリングを使用して、COVID -19動物実験。 今後、この作業は、シリアのハムスターSARS-CoV -2感染モデルの参照値を作成するために使用したり、治療薬の生活中のスクリーニングに使用したりすることもできます。
私たちの研究は、SARS-CoV -2感染とCOVID -19病気の規制。 前臨床モデルは、病気のメカニズムを実験的に分離し、免疫調節薬、抗ウイルス薬、ワクチンなどの潜在的な医療対策を評価する機能を提供する生物医学研究の基礎です。 としてSARS-CoV -2最初に登場したのは、病因のメカニズムについての理解が限られており、特定された治療法や予防法がなく、医療対策の発見に活用できる前臨床モデルもありませんでした。 ウイルスの出現の時以来、特に前臨床モデルの開発において大きな飛躍がありましたが、私たちの理解はCOVID -19そしてその多くの症状はまだ限られています。 私たちの研究は、以前に私たちの中で特定されたウイルスの向性と呼吸器の病理を確認しましたSARS-COV -2ハムスターの研究だけでなく、気道内外の免疫調節と病因についての理解を深めることができました。
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ノート：上記は完全なリファレンスリストではありません
