《Journal of Virology》:SARS-CoV-2 spike protein expression drives post-acute coagulopathy
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本研究通过构建重组水疱性口炎病毒(rVSV)载体瞬时表达SARS-CoV-2祖先株与Delta变异株刺突蛋白(S蛋白),发现其可在K18-hACE2转基因小鼠中诱发迟发性肺部微血栓形成、中性粒细胞浸润及脾萎缩,死亡率达40%。研究进一步鉴定胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP-1)和趋化因子CXCL13为潜在生物标志物,并在长期新冠(Long COVID)患者血清中验证其升高趋势。抗血小板药物阿司匹林可显著缓解小鼠病理表型,提示靶向凝血通路或为长期新冠治疗提供新策略。
刺突蛋白亚基解离与细胞外释放
研究首先通过水疱性口炎病毒(VSV)载体系统表达SARS-CoV-2祖先株及Delta、Omicron变异株的刺突蛋白(S蛋白)。免疫印迹分析显示,Delta变异株S蛋白在S1/S2连接处具有更高的弗林蛋白酶切割效率,导致S1亚基大量解离并释放至细胞外基质中,而Omicron变异株的S1/S2复合物则更为稳定。进一步实验证实,游离S1亚基可激活中性粒细胞并诱导NETosis,提示其具有独立于病毒复制的病理潜能。
复制型rVSV-SΔ19病毒的构建与特性
为模拟病毒自然感染中的S蛋白表达动态,研究者将缺失C端19个氨基酸的SΔ19基因插入VSVΔG-GFP载体,并引入R682G突变(位于弗林蛋白酶切割位点)以增强病毒复制能力。结果显示,携带R682G的Delta与祖先株S蛋白可形成复制型病毒(Rep-S),且其切割效率显著高于Omicron变异株。值得注意的是,Rep-S(Delta R682G)病毒在纳米孔测序中检测到额外V705M突变,可能协同增强S1亚基释放。
小鼠模型中迟发性凝血病理表型
通过鼻腔感染K18-hACE2转基因小鼠,Rep-S(Delta R682G)与祖先株病毒在感染后8–16天诱发约40%死亡率,且死亡小鼠表现为进行性体重下降。组织病理学分析显示,患病小鼠肺部出现肺泡结构破坏、纤维蛋白沉积及MPO+中性粒细胞浸润,脾脏则呈现白浆萎缩及淋巴细胞耗竭。肝脏中同样观察到纤维蛋白沉积伴血清AST/ALT水平升高,提示多器官微血栓形成。
生物标志物IGFBP-1与CXCL13的鉴定与临床关联
通过细胞因子芯片筛选,发现患病小鼠血浆中胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP-1)与趋化因子CXCL13水平显著升高,且与体重损失程度正相关。在80例长期新冠患者血清中,IGFBP-1整体水平显著高于非新冠对照组,而CXCL13在合并糖尿病、慢性肾病等基础疾病的重症患者中尤为升高,表明二者可作为评估长期新冠严重程度的潜在生物标志物。
阿司匹林干预逆转病理进程
为验证凝血通路的关键作用,研究对Rep-S(Delta R682G)感染小鼠每日口服阿司匹林(10 mg/kg)。结果显示,阿司匹林治疗组小鼠体重损失显著减轻,存活率达100%,且肺组织炎症浸润与脾萎缩明显缓解。同时,血浆CXCL13与IGFBP-1水平回落,证实抗血小板治疗可有效阻断S蛋白驱动的血栓炎症 cascade。
讨论与展望
本研究首次揭示SARS-CoV-2 S蛋白(尤其是高切割效率的Delta变异株)可通过游离S1亚基诱导迟发性凝血功能障碍,模拟长期新冠的核心病理特征。IGFBP-1与CXCL13的跨物种验证为临床诊断提供新思路,而阿司匹林的有效干预提示抗凝治疗在长期新冠管理中的潜在价值。后续需进一步阐明S1亚基与内皮细胞、血小板互作的具体分子机制,为靶向治疗提供理论依据。