SARS-CoV-2 是導致 COVID-19 大流行的病毒,具有高度傳染性,鼻腔是原始感染的目標。鼻腔通道還顯示出 ACE2 的最高表達,ACE2 是一種與 COVID-19 易感性廣泛提高相關的蛋白質。現在,來自日本的科學家發現,鼻腔發炎會影響對 SARS-CoV-2 的易感性。他們還確定使用短鏈脂肪酸作為潛在的 COVID-19 處理策略。

人類對冠狀病毒 (CoV) 大流行並不陌生。就像 SARS-CoV-2(導致 COVID-19 的病毒)一樣,冠狀病毒家族的另一個成員——SARS-CoV——在 2003 年在亞洲部分地區引起了嚴重急性呼吸系統綜合症 (SARS) 流行。但是,它的傳播的速度比 COVID-19 快得多。那麼,是什麼讓 SARS-CoV-2 如此具有傳染性呢?

SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 病毒都帶有“棘蛋白”(spike proteins),它們透過與我們細胞中發現的一種叫做血管緊張素轉換酶 2 (angiotensin-converting enzyme 2 ,簡稱ACE2) 的蛋白質結合而進入我們的細胞。然而,已發現 SARS-CoV-2 棘 (S) 蛋白對 ACE2 具有更高的結合親和力(是 SARS-CoV 的 10 至 20 倍),從而在病原體和蛋白質之間建立了聯繫。

有趣的是,最近的研究發現,患有鼻竇炎(即鼻子發炎)的 COVID-19 患者住院的風險較低。此外,鼻竇炎患者ACE2的表達降低(被感染風險隨之降低)。巧合的是,另一項研究證實,由腸道細菌產生的短鏈脂肪酸 (short-chain fatty acids,簡稱SCFA) 對過敏和病毒感染具有效益。這些單獨的發現促使日本福井大學的科學家在 Tetsuji Takabayashi 博士的帶領下對鼻腔中的 SCFA 對 SARS-CoV-2 感染的影響進行了調查。

在《美國鼻科學與過敏雜誌》上發表的一項新研究中科學家們試圖了解 SCFA 對鼻腔中 ACE2 表達的影響,以及對 COVID-19 感染的潛在影響。“這是關於短鏈脂肪酸 (SCFA) 有效降低人類氣道上皮細胞中 ACE2表現程度的第一份報告,”Takabayashi 博士評論道。

為了解過敏患者的ACE2表達狀況,研究人員研究了雪松花粉引起的季節性過敏性鼻炎(SAR-JCP)和慢性鼻鼻竇炎(CRS)患者鼻腔內層(細胞)ACE2的程度。研究人員使用實時 PCR 等技術量化 ACE2 的表達,發現 SAR-JCP 患者的 ACE2 表達沒有增加,而 CRS 患者的 ACE2 表達下降。

為了更好地了解 SCFAs 對 ACE2 表達的影響,研究人員培養了鼻上皮細胞,並將它們暴露於 SFCA 和雙鏈 RNA(類似於某些病毒中發現的核材料,已知可增強 ACE2 表達)。在檢查 ACE2 的表達後,研究人員發現 SFCA 在 RNA 存在的情況下也抑制了 ACE2 的表達。

這些結果證實 SFCA 具有針對 COVID-19 的潛在治療應用。Takabayashi 博士解釋說:“鼻粘膜在人體器官中表現出最高的 ACE2 表達,因此是原始感染的明顯目標。因此,開發降低鼻上皮細胞中 ACE2 表達的策略可以減少 SARS-CoV-2 的傳播和作為一種新的有效治療方法。”

該團隊的及時發現肯定會有助於我們對抗 COVID-19。

鄭醫師補充:

簡單來說, COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2透過鼻腔內層細胞的 ACE2蛋白結合進而感染宿主, ACE2愈高愈容易被感染。

慢性鼻炎的患者(非急性過敏),可以降低 ACE2的表達,進而降低COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2的感染。

短鏈脂肪酸 (short-chain fatty acids,簡稱SCFA)直接降低 ACE2的表達,即便處在有其他刺激 ACE2提高表達的環境下,也能有效降低 ACE2表達。

因此,如果能研發短鏈脂肪酸的鼻噴劑,應該可以有效降低 COVID-19 的病毒的易染性,降低傳播率。

如何提高體內的短鏈脂肪酸?最快的捷徑便是攝取富含膳食纖維食物,除了有利排便外,腸道菌亦可以利用膳食纖維發酵產生短鏈脂肪酸。

2019年有一項研究發現馬鈴薯的抗性澱粉攝取有助於提升腸道的短鏈脂肪酸:

https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.02566-18

參考文獻:

Tetsuji Takabayashi, Kanako Yoshida, Yoshimasa Imoto, Robert P. Schleimer, Shigeharu Fujieda. Regulation of the Expression of SARS-CoV-2 Receptor Angiotensin-Converting Enzyme 2 in Nasal MucosaAmerican Journal of Rhinology & Allergy, 2021; 194589242110277 DOI: 10.1177/19458924211027798

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