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SARS-CoV-19病毒最初入侵的能力很有限,僅攻擊一種細胞內遺傳靶標,即芳烴受體(aryl hydrocarbon receptors,AhRs)。然而,它導致廣泛多樣的臨床症狀,提示多種致病機制。研究人員在《恢復神經學和神經科學》上發表文章,描述了通過許多病原體用於建立感染的IDO1-kynurenine-AhR信號通路過度活化AhRs導致“系統性AhR活化症候群”(SAAS)。作者還假設針對AhRs和IDO1基因下調的療法應可降低感染的嚴重程度。

SAAS是發炎,血栓栓塞和纖維化的基礎,可能導致嚴重的疾病和COVID-19死亡。當冠狀病毒(CoV)感染持續存在時,它會通過大量釋放細胞因子來活化IDO1。反過來,這將使已經廣泛的AhRs病毒激活永久化,宿主免疫反應的自我限制控制機制可能脫軌,從而引發潛在的COVID-19最嚴重症狀的細胞因子風暴。

主要作者沃爾德瑪·A·圖爾斯基(Waldemar A. Turski)醫學博士,波蘭魯布林醫科大學實驗與臨床藥理學系解釋說:“ SARS-CoV-19病毒是病毒簡單性與極端靶標複雜性相結合的活生生的例子。” CoVs直接活化AhRs可能導致不同類型的表型疾病,這取決於感染後的時間,整體健康狀況,荷爾蒙平衡,年齡,性別,合併症,以及飲食和環境因素都會調節AhRs。

這組作者證明了冠狀病毒是完美的病毒,沒有任何機會,並表明了在細胞入侵後阻止它們非常困難。他們描述了COVID-19的許多特徵和症狀可能取決於AhR活化,包括血栓栓塞,纖維化,多器官損傷和腦損傷。他們還探索了諸如城市灰塵和柴油煙霧等環境因素如何激活AhRs,並使人類更容易感染包括冠狀病毒在內的病原體。但是,體能鍛鍊在IDO1功能中發揮積極作用,並向下調節AhRs。

研究人員假設,當AhRs保持活化並且臨床症狀較輕時,消除已知可增加AhR激活的因素或消除已知可抑制AhR活化的因素可降低感染的嚴重程度。當疾病完全發作且症狀嚴重時,除AhRs的冠狀病毒激活外,IDO1被認為是連續活化的。共同作者Les Turski,MD說:“只有同時下調AhR和IDO1才能有效地中斷這種惡性循環。但是,目前還沒有專門的許可藥物同時下調AhR和IDO1的活性。”博士,德國神經退行性疾​​病中心,德國波恩。

波蘭盧布林醫科大學藥學院生物藥學系的合著者Artur Wnorowski博士提出了一個有趣的挑戰,並取得了令人驚訝的結果。“我分析了主要數據庫,以確定下調了AhR和IDO1或AhR基因表達的化學物質。我選擇了596個分子,並對涉及這些分子的23,526次實驗進行了深入分析,確定了一個反覆降低AhR和IDO1或AhR基因的分子在人類細胞中表達。”

對於AhR基因,分子是用於AhR和IDO1的地塞米松(dexamethasone),以及骨化三醇(calcitriol,維生素D的活性形式,也被稱為抑制其他病毒感染的傳播)。同樣,生育酚(tocopherol,維生素E的一種形式)可能下調IDO1,並且已知在衰老過程中對病毒感染和發炎起積極作用。作者呼籲進行流行病學研究和前瞻性試驗,以確定是否應建議補充骨化三醇和生育酚來預防SARS-CoV-2感染。

“我們的概念基於色氨酸代謝方面的40年研究經驗。免疫細胞中IDO1的活化導致色氨酸代謝產物犬尿氨酸(kynurenine)的釋放,從而激活了AhR。IDO1是使我們進入AhR-IDO1軸概念的線索並揭示了AhR在COVID-19的發病機理中可能發揮的作用。” Waldemar Turski博士說。

恢復性神經學和神經科學總編輯,德國馬格德堡大學的Bernhard Sabel教授承認作者觀點的新穎性說:“作者概念所定義的轉折點需要對我們的習慣進行嚴格的審查,我們與環境之間的關係以及我們在AhR調製背景下的教育和研究,我們似乎正處於新穎發現途徑的開始,並且只看到未知大小的冰山一角,這可能會嚴重影響我們的未來。 ”

由於作者僅報告基因表達的變化,因此在斷言任何療法可以調節SARs-CoV-2感染的益處之前,需要檢驗他們的假設。需要隨機對照試驗和大型觀察性研究。

參考文獻:

Waldemar A. Turski, Artur Wnorowski, Gabrielle N. Turski, Christopher A. Turski, Lechoslaw Turski. AhR and IDO1 in pathogenesis of Covid-19 and the 'Systemic AhR Activation Syndrome' Translational review and therapeutic perspectivesRestorative Neurology and Neuroscience, 2020; DOI: 10.3233/RNN-201042

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