《One Health》：Detection of bovine coronavirus in myocardial tissue of a naturally infected calf
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冠状病毒是具有高度基因组可塑性并能够感染包括人类在内广泛动物宿主的RNA病毒。其中，高致病性SARS-CoV-2作为一种β冠状病毒（betacoronavirus），是严重呼吸道感染的病原体，并且还与肺外表现相关，包括心脏受累。牛冠状病毒（BCoV）是另一种β
冠状病毒是具有高度基因组可塑性并能够感染包括人类在内广泛动物宿主的RNA病毒。其中，高致病性SARS-CoV-2作为一种β冠状病毒（betacoronavirus），是严重呼吸道感染的病原体，并且还与肺外表现相关，包括心脏受累。牛冠状病毒（BCoV）是另一种β冠状病毒，是牛的重要病原体，主要影响呼吸系统和肠道系统。本文描述了1例出现与BCoV感染相一致临床体征并最终死亡的犊牛病例。基于人类SARS-CoV-2相关心脏病理的证据，研究人员进一步调查了潜在的心脏受累。研究人员对肺组织和心脏组织进行了分子学和组织学分析。在心脏和肺脏中均检出了BCoV RNA，而免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）分析进一步证实两种组织中均存在BCoV抗原。心脏中的检出主要见于传导系统和内皮细胞。本研究提供了BCoV在心脏中被检出的首个证据，并为未来开展与其密切相关的人冠状病毒OC43（HCoV-OC43）研究奠定了基础，有助于推进One Health研究框架。
该研究发表于《One Health》，聚焦于牛冠状病毒（BCoV）在自然感染犊牛体内的组织分布问题，尤其关注其是否能够像严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）一样累及心脏组织。冠状病毒属于套式病毒目（Nidovirales）冠状病毒科（Coronaviridae），具有单股正链RNA基因组和显著的基因组可塑性，因高突变率和重组能力而呈现较强的跨宿主适应潜力。既往研究已证实SARS-CoV-2除引起呼吸系统损伤外，还可伴发多器官受累，其中包括心肌损伤和心肌炎；同时，牛冠状病毒作为另一种β冠状病毒，主要被视为牛呼吸道和肠道疾病的重要病原，但其是否具有更广泛的组织嗜性仍缺乏充分证据。此前仅有实验感染研究提示BCoV可在肝脏和肾脏中检出，因此有必要进一步明确其在心脏中的存在情况及其病理学意义。
在这一背景下，研究人员报告了意大利南部普利亚地区一头2月龄荷斯坦犊牛的死亡病例。该犊牛生前表现出精神沉郁、流涎、颈部后伸、体温39.0–39.5 °C、呼吸困难、呼吸频率增快、食欲减退、进行性消瘦以及最终恶病质死亡等表现，临床上与BCoV感染相符。尸体剖检后，研究人员对肺、心、肝、肠和肾组织取样，并优先对肺组织开展牛呼吸道疾病复合征（BRDC）相关病原学筛查；在肺组织发现BCoV阳性后，进一步检测心脏组织。结果显示，肺和心脏中均可检测到BCoV RNA；同时，免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）在肺和心脏切片中均证实了BCoV核蛋白抗原的存在。尤其值得注意的是，心脏中的免疫反应主要定位于心脏传导系统细胞以及内皮细胞，这构成了BCoV在心脏组织中检出的首个证据。
从研究意义来看，该工作并未证明BCoV一定具有明确的心脏嗜性或可导致临床性心脏功能障碍，但它显著拓展了当前对BCoV组织分布范围的认识。研究结果提示，BCoV可能并不限于传统认知中的“肺肠型”分布，而可能在特定感染阶段、病毒负荷水平或伴随共感染条件下扩展至心脏等其他组织。此外，由于BCoV与SARS-CoV-2同属β冠状病毒，且与人冠状病毒OC43（HCoV-OC43）在进化和受体利用方面具有相似性，该研究亦为人兽共患病原比较研究及One Health框架下的跨物种冠状病毒致病机制研究提供了基础。
本研究主要采用以下关键技术方法：研究对象为意大利南部一处肉牛育肥场中1头自然死亡的2月龄荷斯坦犊牛。研究人员开展系统性尸体剖检并采集肺、心、肝、肠、肾组织；采用定量聚合酶链式反应（qPCR）检测牛呼吸道疾病复合征相关病毒和细菌病原；使用苏木精-伊红（H&E）染色进行组织病理学观察；进一步以免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）检测组织中BCoV核蛋白抗原，从而实现分子水平与组织定位层面的综合验证。
Results
肉眼病变与病原学筛查
尸体保存良好，自溶轻微，体况评分为2.5/5，剥皮后可见营养不良和脂肪储备明显耗竭。胸腔病变最为显著，前腹侧肺叶区可见胸膜粘连，局部组织弥漫性坚实并呈暗红色，切面有多灶性致密黄白色物质渗出，符合坏死性化脓性渗出物特征；后部肺叶呈淡粉色，肺小叶纹理突出，并可见大小不等的半透明区域，提示间质性肺气肿。分子检测显示，肺组织中BCoV、睡眠嗜组织菌（H. somni）和牛支原体（M. bovis）阳性，其余BRDC相关病原未检出；心脏组织中BCoV和H. somni阳性，而M. bovis阴性。该结果表明本病例属于混合感染背景下的呼吸系统重症病例，同时提示BCoV可在肺外的心脏组织中被检出。
组织病理学改变
肺组织H&E染色显示明显的细支气管中心性炎症过程。细支气管腔及其上皮内浸润大量中性粒细胞、淋巴细胞和浆细胞，偶见上皮细胞胞质强嗜酸性、细胞核固缩及核分叶增多，提示坏死改变；间质弥漫性水肿，并伴轻度淋巴细胞、浆细胞和中性粒细胞浸润，部分炎症细胞还向邻近肺泡扩展。心脏组织总体实质结构保存，血管弥漫性充血，可见多灶性血管周围少量成熟淋巴细胞和浆细胞浸润。该结果说明肺部存在较明确的炎症和损伤，而心肌未见典型心肌炎形态学证据，仅存在轻度血管周围炎性细胞浸润。
心脏组织中的免疫组织化学定位
免疫组织化学分析显示，心脏中存在轻度、多灶性BCoV阳性标记，阳性细胞在形态上与心脏传导系统成分相符。其免疫反应主要表现为胞质内均匀分布的标记信号。此外，内皮细胞中亦可见偶发颗粒状阳性标记，表现为大小不等的胞质颗粒性反应。该发现说明BCoV抗原在心脏中的分布并非随机，而是倾向于定位于传导组织和血管内皮细胞，为理解其潜在组织趋向性提供了重要线索。
免疫荧光验证
研究人员进一步在倒置免疫荧光显微镜下观察组织切片，在肺和心脏组织细胞中均观察到胞质荧光信号，提示BCoV N蛋白阳性。心脏切片中的荧光定位与免疫组织化学结果一致，主要位于前述传导系统相关细胞。该结果从另一种抗原检测技术层面对心脏和肺脏中的BCoV存在进行了独立验证，增强了结论的可信度。
Discussion
研究讨论指出，本研究通过qPCR、IHC和IF证实，1头伴明显呼吸道症状死亡的自然感染犊牛，其肺和心脏组织中均存在BCoV RNA及抗原。就现有文献而言，这是首次报道BCoV在心脏组织中的阳性检出。尽管SARS-CoV-2相关心脏阳性和心肌炎已有较多报道，但传导系统受累相对少见；本研究中BCoV抗原定位于传导组织，却未见组织学上的心肌炎证据，因此尚不能据此认定其直接导致心律失常或猝死。研究人员强调，该动物死因更可能与广泛肺部病变导致的呼吸衰竭有关。
研究还指出，本病例存在混合感染因素，肺中检出M. bovis，肺和心脏中检出H. somni。后者已知可系统播散并损伤血管内皮，因此在解释心肺组织变化时必须考虑共感染背景。虽然BCoV抗原在传导系统和内皮细胞中的定位具有一定特异性，但由于缺乏针对细菌病原的共定位研究，尚不能排除细菌感染对病毒组织分布或局部病变形成的影响。心肌中轻度、局灶性较广泛的血管周围淋巴浆细胞浸润，更可能与严重的H. somni感染相关，而非BCoV直接致病所致。
论文同时明确讨论了局限性。首先，尽管所用诊断方法已有既往验证，但本研究未独立重新评估其与其他牛病原间的潜在交叉反应。其次，qPCR和免疫标记仅能证明BCoV RNA和抗原存在，无法确认病毒在心肌内进行活跃复制；研究也未比较肺与心脏的病毒载量，缺乏负链RNA检测、病毒分离或原位杂交等进一步证据。因此，现有结果支持“心脏组织中存在BCoV”，但尚不足以证明明确的心脏嗜性或生产性感染。研究人员据此提出，未来需通过更大样本系列、实验感染、病毒测序和原位杂交等方法进一步阐明BCoV系统播散及心脏受累的真实意义。
在One Health视角下，研究进一步联系了BCoV与HCoV-OC43之间的进化关系。二者具有较高的遗传和抗原相似性，并共享9-O-乙酰化唾液酸受体。尽管目前关于HCoV-OC43在人类心脏受累中的证据极为有限，本研究关于BCoV心脏检出的发现仍提示，有必要进一步评估HCoV-OC43是否也具有值得关注的心脏组织分布特征。作者强调，这种推论目前仅具有假设生成意义，而非证实性结论。
结论部分可译为：本研究通过证明心脏中存在BCoV的分子学阳性以及随后抗原学阳性，扩展了当前对BCoV组织分布的认识，受累部位包括心脏传导系统和内皮细胞。尽管这些发现的临床相关性仍不确定，但它们凸显了BCoV与SARS-CoV-2之间的重要相似性。此外，从One Health角度看，本研究有助于加深对β冠状病毒的理解，并为未来针对广泛流行的人冠状病毒HCoV-OC43的研究奠定基础。
