為什麼有的人會得重感冒，有的人卻不會？

耶魯大學醫學院的首席研究員埃倫·福克斯曼說：“作為普通感冒的頭號病因以及哮喘和其他慢性肺部疾病患者呼吸問題的主要原因，鼻病毒對人類健康非常重要。” “這項研究使我們能夠觀察人類鼻子的內壁，並在細胞和分子水平上了解鼻病毒感染期間會發生什麼。”

創建實驗室培養的人類鼻組織

為了密切觀察鼻細胞如何應對感染，研究小組建立了人類鼻組織的實驗室模型。他們將鼻乾細胞培養了四個星期，同時將組織的上表面暴露在空氣中。這種製劑促進細胞成熟並形成類似於鼻道和肺部氣道內壁的結構。

由此產生的組織含有在人類呼吸道中發現的多種類型的細胞，包括產生粘液的細胞和具有纖毛的細胞。纖毛是類似毛髮的小結構，有助於從肺部排出粘液和截留的顆粒。

“這個模型比病毒學研究中使用的傳統細胞系更準確地反映了人體的反應，”福克斯曼說。 “由於鼻病毒會引起人類疾病，而不是其他動物，因此人體組織類器官模型對於研究這種病毒特別有價值。”

干擾素和早期病毒防護

使用這個模型，研究人員能夠監測數千個單個細胞在感染過程中如何共同反應。他們還研究了當負責檢測鼻病毒的細胞傳感器被阻斷時會發生什麼。這些實驗揭示了由干擾素協調的強大防禦系統，干擾素是乾擾病毒進入和復制的蛋白質。

當鼻細胞檢測到鼻病毒時，它們會釋放乾擾素，該干擾素不僅會激活受感染細胞的抗病毒防禦能力，還會激活附近健康細胞的抗病毒防禦能力。這種協調一致的反應使病毒難以復制和傳播。如果乾擾素活性迅速開始，則可以及早遏制感染。當研究人員阻斷這種反應時，病毒迅速傳播，感染許多細胞並造成嚴重損害。在某些情況下，受感染的生物體無法存活。

“我們的實驗表明，即使沒有任何免疫系統細胞存在，快速乾擾素反應在控制鼻病毒感染方面是多麼重要和有效，”耶魯大學醫學院的第一作者王包說。

當病毒性增長導致有害反應時

該研究還揭示了當病毒複製增加時會發生額外的反應。在這些條件下，鼻病毒可以激活一個單獨的傳感系統，導致感染和未感染的細胞產生大量的粘液和炎症信號。這種反應會導致呼吸道炎症和肺部呼吸困難。

研究人員表示，這些途徑可能為旨在減少有害症狀同時支持有效抗病毒防禦的治療提供有用的目標。

模型的局限性和未來研究

研究小組指出，他們的類器官模型包含的細胞類型比人體中發現的細胞類型少。在真正的感染過程中，包括免疫細胞在內的其他細胞被吸引到該部位以幫助對抗病毒。研究人員表示，了解鼻道和氣道中這些額外的細胞類型和環境因素如何影響人體對鼻病毒的反應將是未來工作的一個重要重點。

福克斯曼說：“我們的研究提出了這樣一種範式：在決定病毒是否會引起疾病以及疾病的嚴重程度方面，最重要的是身體對病毒的反應，而不是病毒本身的固有特性。” “針對防禦機制是新療法的一個令人興奮的途徑。”