衰老如何影响甲型流感病毒和 SARS-CoV-2 在肺部的感染？这项研究给出答案

《Respiratory Research》：Aging shapes infection profiles of influenza A virus and SARS-CoV-2 in human precision-cut lung slices

为探究肺衰老对甲型流感病毒（IAV）和严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2 ）复制及肺部免疫反应的影响，研究人员用不同年龄供体的人精准切割肺切片（PCLS）进行实验，发现老年肺组织不利于病毒复制，且 IAV 比 SARS-CoV-2 诱导更强的免疫反应，该研究为理解呼吸道病毒感染机制提供依据。

　　《衰老塑造人类精准切割肺切片中甲型流感病毒和 SARS-CoV-2 的感染特征》解读

在病毒肆虐的微观世界里，呼吸道病毒感染一直是全球健康的重大威胁。甲型流感病毒（IAV）和严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）引发的病毒性肺炎，是导致传染病死亡的主要原因之一。2019 年冠状病毒病（COVID-19）的爆发，更是让人们深刻认识到老年人在呼吸道病毒感染面前的脆弱。

在这场与病毒的 “战斗” 中，年龄成为了一个关键因素。老年人感染后往往病情更严重，死亡率更高，这背后的原因却一直迷雾重重。是免疫系统的衰退，还是肺部组织的变化？又或者是其他未知的因素在作祟？为了揭开这些谜团，来自瑞士的研究人员展开了一项深入的研究。

瑞士的研究人员以人精准切割肺切片（PCLS）为研究模型，这个模型就像是一个微观的肺部 “小世界”，能够在体外模拟肺部的真实环境 。研究人员从不同年龄的供体获取 PCLS，用 IAV 的两种毒株（大流行 H1N1 和禽流感 H5N1）以及 SARS-CoV-2 的早期分离株和 Delta 变异株进行感染实验，以此探究年龄对病毒复制和肺部免疫反应的影响。

研究人员首先对 PCLS 进行了 “体检”，发现老年供体的 PCLS 呈现出衰老的特征，衰老标记物 CDKN2A（p16）的 mRNA 水平与供体年龄显著相关，这表明老年肺组织中衰老细胞的频率更高。

在病毒感染实验中，研究人员发现 IAV 的两种毒株在 PCLS 中能够高效复制，而 SARS-CoV-2 的早期分离株和 Delta 变异株复制效率较低。有趣的是，与年轻供体的 PCLS 相比，来自老年供体的 PCLS 对两种病毒的复制都更不友好，这意味着衰老的肺组织可能是病毒复制的 “不良环境”。

研究人员还对病毒感染后的细胞毒性和免疫反应进行了检测。结果显示，禽流感 H5N1 IAV 和 SARS-CoV-2 早期分离株感染分别在 72 小时或 48 - 72 小时后导致乳酸脱氢酶（LDH）释放增加，表明细胞受到损伤。在免疫反应方面，H5N1 感染诱导了显著的干扰素（IFN）反应，在 24 小时就出现了较高水平的 IFN-β、IFN-λ1 和 IFN-λ2/3 mRNA 表达 ，H1N1 感染也导致了 IFN 释放 。相比之下，SARS-CoV-2 感染在 PCLS 中诱导的 IFN 反应有限，且对白细胞介素 6（IL-6）和 IFNγ 诱导蛋白 10（IP10/CXCL10）的表达影响较小。

总的来说，这项研究表明，老年肺组织对 IAV 和 SARS-CoV-2 的复制不太友好，这可能与衰老细胞的积累有关。IAV 比 SARS-CoV-2 更能诱导强烈的免疫反应，尤其是 H5N1 毒株 。这些发现为理解呼吸道病毒感染的发病机制提供了重要线索，也为开发针对老年人呼吸道病毒感染的治疗策略提供了新的思路 。

研究人员在开展研究时，主要用到了以下几个关键技术方法：

1. 组织培养技术：获取人肺组织制备 PCLS，同时培养多种细胞系用于病毒培养和滴定 。
2. 病毒培养与滴定：通过转染、传代等操作获得不同病毒的工作毒株，并对病毒进行滴定以确定其感染性 。
3. 分子生物学技术：提取 RNA 并进行逆转录和定量 PCR，检测病毒 RNA 和宿主 mRNA 水平 。
4. 免疫相关技术：运用免疫组织化学、免疫荧光和免疫分析等方法，检测病毒蛋白、细胞标记物以及细胞因子和趋化因子的表达水平 。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. PCLS 培养物的衰老表型：通过对不同年龄供体的 PCLS 进行分析，发现组织供体年龄与衰老标记物 CDKN2A（p16）的 mRNA 水平显著相关，表明老年供体的 PCLS 具有衰老表型 。
2. IAV 在 PCLS 中的感染：用 H1N1 和 H5N1 毒株感染 PCLS，免疫荧光分析显示病毒能够有效复制，感染后组织培养上清液中的病毒滴度随时间增加 。同时，病毒 RNA 水平与供体年龄和 p16 表达呈负相关，说明衰老的肺细胞不利于 IAV 复制 。
3. SARS-CoV-2 在 PCLS 中的感染：SARS-CoV-2 早期分离株和 Delta 变异株在 PCLS 中复制水平较低，组织相关病毒 RNA 水平随时间变化，且与供体年龄和 p16 表达相关，表明衰老的 PCLS 对 SARS-CoV-2 复制的耐受性较低 。
4. 病毒感染对肺组织的影响：H5N1 IAV 和 SARS-CoV-2 早期分离株感染导致 PCLS 中 LDH 释放增加，表明细胞受到损伤 。IAV 感染诱导了强烈的免疫反应，而 SARS-CoV-2 感染诱导的免疫反应较弱 。

在讨论部分，研究人员指出，PCLS 模型具有一定的优势，能够在体外研究病毒感染和宿主反应，为抗病毒药物测试提供平台 。然而，该模型也存在一些局限性，例如样本量有限，无法完全模拟体内的复杂环境 。尽管如此，这项研究仍然为理解呼吸道病毒感染的机制提供了重要的依据 。未来的研究可以进一步深入探讨病毒与衰老细胞之间的相互作用，以及如何利用这些发现开发更有效的治疗方法，为老年人的健康保驾护航 。