2019年底、2020年初，湖北省武漢市爆發了新型冠狀病毒（2019-nCoV）感染的肺炎疫情。以武漢市為中心，疫情迅速蔓延至全國各地。2020年1月30日，世界衛生組織（WHO）宣佈，將2019-nCoV疫情列為國際關注的突發公共衛生事件（PHEIC）。
2019-nCoV感染人體的第一步是進入人體細胞。徐等的分析發現，2019-nCoV與蝙蝠身上的冠狀病毒HKU9-1相似。由於這些病毒可以經過人血管緊張素轉換酶2（ACE2）受體侵入細胞，因此表達ACE2的細胞或可作為靶細胞，易被2019-nCoV感染，如肺泡二型（AT2）細胞。然而，除呼吸系統的典型症狀外，有些患者還出現了腎衰竭等非呼吸系統症狀，這意味著2019-nCoV或可侵犯人體的其他臟器。
韓澤廣教授團隊認為，不同器官、組織和細胞類型的ACE2表達模式可有助於揭示2019-nCoV的潛在風險。因此，韓教授等利用最新的單細胞RNA測序數據，對人體主要生理系統（如呼吸、心血管、消化及泌尿系統）的相關臟器和細胞類型的ACE2表達進行分析，構建了易受2019-nCoV侵犯的人體器官風險分佈圖，並將相關研究發表於Frontiers of Medicine雜誌。
圖1 2019-nCoV侵犯人體器官的風險分佈圖
注：紅色：易感器官，包括氣道、食道、肺、心臟、腎、迴腸和膀胱。灰色：非易感部位，包括鼻黏膜、支氣管、肝臟和胃。
研究簡介
本研究探索了已發表的scRNA-seq數據集，並利用數據集評估ACE2在不同器官不同細胞類型中的表達分佈，然後再根據scRNA-seq數據集確定ACE2高表達的細胞類型：以肺AT2細胞中的ACE2陽性比例作為基線，若其他器官中某種細胞的ACE2陽性比例大於或等於基線值，則該器官易被2019-nCoV感染。
研究中的scRNA-seq數據集來自不同人體系統的不同組織和器官，包括呼吸系統（如鼻黏膜、呼吸道、支氣管和肺）、心血管系統（如心臟）、消化系統（如食道、胃、迴腸和肝）和泌尿系統（如腎和膀胱）。
研究結果
1.肺AT2細胞和呼吸道上皮細胞的ACE2表達增高
在研究中分析了來自鼻黏膜、呼吸道、支氣管及肺等的scRNA-seq數據集。結果顯示，肺AT2細胞中ACE2陽性的比例約為1%，故定義ACE2陽性比例>1%的細胞類型為高風險。
值得注意的是，呼吸道上皮細胞樣本的ACE2陽性比例約為2%，因此呼吸道易受侵犯。然而，在鼻腔和支氣管樣本中，各類細胞的ACE2陽性比例均較低，因此風險較低。
2.心肌細胞的ACE2表達增高
來自人類心臟的scRNA-seq數據顯示，>7.5%的心肌細胞的ACE2表達為陽性。這表明心臟易受2019-nCoV感染，尤其是在血液存在病毒或出現病毒血症的情況下。
3.迴腸和食道上皮細胞ACE2表達增高
迴腸上皮細胞具有極高的ACE2陽性比例（約30%），可能較易受2019-nCoV感染。另外，食道上皮細胞的ACE2陽性比例也>1%，同樣被視為高風險。胃和肝細胞的ACE2陽性比例較低（<1%），風險較低。
4.腎近曲小管細胞和膀胱上皮細胞的ACE2表達
腎近曲小管細胞中的ACE2陽性比例較高（約4%）。在膀胱尿路上皮細胞中ACE2的陽性比例為2.4%，因此腎臟和膀胱均為高風險器官，尤其是病毒血症患者中。
結語
基於上述發現，本研究構建了2019-nCoV感染的風險圖譜，如圖1。在臨床中，肺應被認為具有最高風險。除肺外，呼吸道、腎臟、食道、膀胱、迴腸和心臟中的ACE2陽性比例均>1%，被視為潛在的高風險器官。另外，本研究的這一發現或可解釋新型冠狀病毒肺炎患者的非呼吸道症狀。
醫脈通編譯自：Xin Zou, Ke Chen, Jiawei Zou,et al. The single-cell RNA-seq data analysis on the receptor ACE2 expression reveals the potential risk of different human organs vulnerable to Wuhan 2019-nCoV infection. Frontiers of Medicine. https://doi.org/10.1007/s11684-020-0754-0.
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