粤港澳大湾区精准医学研究院

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科研进展 | 应对X疾病新策略:林鑫华/石正丽合作利用类器官模型构建动物源冠状病毒跨物种感染风险评价系统


发布日期:2024-03-26 17:49:18 作者: 来源:

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2018年,世界卫生组织就提出了“X疾病”的概念,用于规划未来新发传染病带来的健康威胁。“X疾病”最主要的特点是“高致命、传染快、易变异”,它的发生发展存在很大的不确定性,一旦出现,可能引发危机,造成大量人员感染、死亡,这也对预防和治疗提出了挑战。SARS-CoV-2(新型冠状病毒)、SARS-CoV(严重急性呼吸综合征冠状病毒)及MERS-CoV(中东呼吸综合征冠状病毒)三种高致病性病毒均被认为来源于动物。为防控将来可能出现的类似冠状病毒暴发,针对野生动物携带冠状病毒的跨种传播与致病风险开展研究尤其重要。

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2024年3月26日,粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)/复旦大学林鑫华教授、中国科学院武汉病毒所石正丽研究员合作在Emerging Microbes & Infections上发表了题为Establishment of a Human Organoid-based Evaluation System for Assessing Interspecies Infection Risk of Animal-borne coronaviruses的研究论文。该研究利用人源类器官模型,构建了一套病原危害风险的综合评价体系,用于评估野生动物携带的冠状病毒的潜在跨种感染、传播和致病风险。


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图1 研究思路示意图

该研究利用人源类器官模型,基于五株人冠状病毒(SARS-CoV-2、Omicron-BA.1、MERS-CoV、HCoV-229E和HCoV-OC43),结合病毒细胞嗜性、病毒入侵途径偏好性、病毒复制活性、病毒感染引发的宿主应答反应和病毒感染引起的细胞死亡等五个指标,探究能指征冠状病毒对人致病性强弱的综合评价体系。使用该综合评价体系对蝙蝠和穿山甲来源的三株SARS样冠状病毒进行评估,发现这三株病毒对人类的感染能力较弱,但应警惕其在自然界持续演化而增强对人类的感染和致病风险。


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图2 八株SARSr-CoV的综合评分雷达图及排序

最后,该研究发现大麻二酚(CBD,一种无精神活性的植物提取物)在人肺类器官中对多种冠状病毒具有显著抑制作用,提示CBD可能作为广谱抗病毒药物,对于预防和治疗各类冠状病毒感染具有重要的临床应用价值,为提出针对多种冠状病毒的广谱性防治方案提供了新思路。

综上,该研究基于病毒感染类器官感染的五个特征,对动物源SARS相关冠状病毒的基本生物学特性和跨物种感染风险进行量化分析,提前预警动物源冠状病毒跨物种感染风险,对开展新发传染病监测具有重要的指导作用。同时,该评估系统可以用于病毒感染类器官的各个环节开展抗病毒药物研发。

粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)/复旦大学林鑫华教授、中国科学院武汉病毒所石正丽研究员、粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)/复旦大学蒋人地博士后为本文通讯作者。粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)/复旦大学宫千淳博士后、蒋人地博士后为共同第一作者。本研究得到粤港澳大湾区精准医学研究院(广州)青年研究员唐晓芳、广州国家实验室周鹏研究员、复旦大学附属中山医院宋元林教授、宋振举教授的支持。


原文链接:https://doi.org/10.1080/22221751.2024.2327368

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