2020-02-17
文章题目：
Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection
发表杂志：
bioRxiv
2月5日，复旦大学附属中山医院肝癌研究所等机构的研究人员利用单细胞转录组测序技术，对肝脏组织中的新型冠状病毒受体——ACE2进行了无偏倚评估。结果表明，新冠病毒可能直接与ACE2阳性的胆管细胞结合，但不一定与肝细胞结合。这一发现有助于揭示新冠病毒的肝损伤机制，并提示应注意患者在住院治疗和治愈后的肝功能保养。
前言
2019年12月，中国湖北省武汉市出现了一种新型冠状病毒（以下称新冠病毒），人感染该病毒后会出现发热和呼吸道症状，严重感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。在2个月内，新冠病毒从武汉迅速传播到中国所有省份以及全球20多个国家，截止2020年2月14日9点，全国确诊病例63894例，疑似病例13435例，死亡人数1488人。为阻止病毒的蔓延，及时解析其治病原理显得尤其重要。
血管紧张素转换酶2 (ACE2)是严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS)的宿主细胞受体，有证据表明其也是新冠病毒的受体。值得注意的是，除呼吸系统症状外，相当比例的SARS和新冠病毒感染者表现出不同程度的肝损伤：99位新冠病毒感染病人中，43人有不同程度的肝功能异常,表现为丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)高于正常范围。作为呼吸系统外最常见的器官损伤，新冠病毒感染者的肝脏损伤机制目前仍不明朗。
介于此，作者使用两套独立列队的单细胞转录组数据，对健康肝组织中ACE2的细胞类型特异性表达进行无偏倚评估，以推测新冠病毒的肝损伤机制。
研究背景
对多个器官中的细胞进行ACE2蛋白表达研究发现，胆管细胞中存在低表达的ACE2，而肝细胞（实质细胞）、库普弗细胞（肝脏巨噬细胞）和血管内皮细胞中无ACE2，但抗体检测可能存在非特异性问题，该结果仍需进一步验证。
研究手段
单细胞转录组测序
数据来源
公共数据集中已发表的肝脏单细胞转录组数据、来自4名健康捐献者的肝脏单细胞转录组测序结果。
研究结果
作者首先分析了公共数据库中肝脏的单细胞转录组测序结果。根据标记和文献对细胞进行分类，结果见图1A-C。将单个细胞分成亚簇后发现，胆管细胞和肝细胞中发现少量的特异性的ACE2表达，而免疫细胞和基质细胞未见ACE2表达（图1D）。该结果与已发表的基于蛋白表达的数据一致：库普弗细胞和内皮细胞中ACE2呈阴性，但与之不同的是，单细胞分析显示肝细胞中有低频率的ACE2表达，而不是完全阴性的。
图1 公开数据库中发表的肝细胞图谱的单细胞分析
为确认该结果，作者进一步分析了来自4名健康捐献者的肝脏细胞。单细胞转录组测序共获得11550个细胞，并将其分成包括实质细胞亚群和多个非实质细胞亚群的16种细胞类型（图2A-B）。进一步分析发现，ACE2的表达显著富集于胆管细胞簇（占细胞总数的59.7%），免疫细胞和基质细胞呈现ACE2阴性（图2D）；另外，肝细胞中ACE2表达量低（2.6%），平均表达水平比胆管细胞中低20倍。另外与蛋白表达分析不同的是，胆管细胞中ACE2的表达水平与肺泡2型细胞相当，而后者是肺中SARS病毒和新冠病毒的主要靶向细胞类型。因此，胆管细胞中ACE2的高表达可能暗示了新冠病毒的侵染和肝损伤机制。
图2 健康肝脏内部队列的单细胞分析
结 论
1、新冠病毒可能直接感染胆管细胞，而并非肝细胞。后者具有多种功能，在肝脏再生和免疫反应中发挥重要作用。因此新冠病毒对胆管细胞的潜在损伤可能会对肝脏产生深远的影响。
2、新冠病毒感染者的肝功能异常可能是药物治疗的副作用，或由肺炎引起的全身炎症反应导致。
意 义
1、本研究促进了对新冠病毒感染患者肝脏功能障碍机制的理解，研究结果表明，在患者住院期间和治愈后不久，应设置针对肝功能障碍的特殊护理。
2、单细胞胞转录组测序(Single-cell RNA-sequencing, scRNA-seq)是在单个细胞水平对 mRNA 进行高通量测序的一项新技术，能够有效解决组织样本无法破解的细胞异质性难题，在免疫、肿瘤研究领域可发挥重要作用，本研究充分证明了单细胞分析的高度敏感性和精准性。
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最后，全体派森诺人向奋战在一线的医护人员、各行各业的服务人员致以诚挚的问候和敬意，抗击新冠疫情，我们携手共进，砥砺前行。
原文索引：http://dx.doi.org/10.1101/2020.02.03.931766
