An electron micrograph shows a human nasal epithelial cell releasing rhinovirus, shown in blue. A simple cold virus is barely a sniffle for some people but a miserable illness for others.

艾伦·福克斯曼博士至今仍记得她年幼的儿子哮喘发作,呼吸困难,气道狭窄的情景。对任何父母来说,这都是令人胆战心惊的时刻——这段记忆深深地烙印在她的脑海中。但对一位科学家而言,这段经历却引发了一个更深层次的问题。

福克斯曼知道她的儿子患有哮喘。她也知道,鼻病毒感染( 最常见的感冒病因 )会导致哮喘患者出现喘息症状。

“事实上,鼻病毒感染是哮喘发作最常见的诱因,”耶鲁大学医学院实验室医学和免疫生物学副教授福克斯曼说。

但她感兴趣的是,为什么同样的鼻病毒感染对某些人来说会引发严重的哮喘发作和其他危及生命的症状,而对另一些人来说却几乎只表现为轻微的感冒症状。

福克斯曼说:“这种病毒,很多感染者没有任何症状,只是感冒流鼻涕而已。但对于某些特定人群来说,感染后却会引发危及生命的呼吸困难……这真是一种非常有趣的病毒。”

Dr. Ellen Foxman and her colleagues observing cells under a microscope.

福克斯曼和她在耶鲁大学的同事发现,有些人对同一种病毒的反应不同的一个关键因素是,他们鼻子中的细胞(称为鼻细胞)对病毒的反应速度以及控制病毒的速度。

人体对病毒的快速反应,即干扰素反应,因人而异。根据他们 1 月份发表在《Cell Press Blue》 杂志上的研究,当这种反应受到抑制时,会引发另一种反应,导致黏液分泌过多和炎症。干扰素有助于阻止病毒传播。

“真正决定病毒引起的疾病的是人体的反应,”该研究的主要作者之一福克斯曼说。

Foxman 和她的同事们在实验室中 培养健康成年人的鼻腔细胞, 直到这些细胞发展成一个由专门的、相互作用的细胞组成的群体,类似于你在普通人的鼻子中发现的细胞群,从而得出了这一发现。

“它们是真正的细胞,如果你将它们的表面暴露在空气中培养四周,它们就会分化成一种组织,看起来就像鼻腔内壁或肺部气道内壁一样,”福克斯曼说。

然后,研究人员用鼻病毒感染这些细胞,并观察它们的反应。他们采用的技术可以同时观察数千个细胞,专门检查受感染和未受感染的“旁观者”细胞中激活了哪些防御机制。

他们发现,如果干扰素反应迅速被激活,就能将鼻病毒感染限制在鼻腔细胞的2%以下。福克斯曼说,在人体内,这种快速反应可能导致感染后没有任何症状,或者只有轻微的感冒症状。

但当研究人员对细胞进行处理,模拟初始干扰素反应被阻断的环境时,“感染的细胞比例不再是1%,而是大约30%。”福克斯曼说。在这种情况下,研究人员还注意到细胞产生了大量的黏液和炎症反应。

“所以我们基本上能够捕捉到两种情况:一种是病毒被控制住,不会造成太大损害;另一种是病毒导致大量粘液产生和炎症,”她说,这正是重感冒期间会发生的情况。

但还有一个问题尚未解答:是什么原因导致某些人的干扰素反应减弱或受阻,从而导致炎症加剧,并可能出现更多症状?

福克斯曼表示,对真实人群进行更多研究或许有助于找到答案。

她表示,目前这项新研究是更好地了解鼻病毒感染时鼻腔内发生情况的第一步。未来,药物或许可以更有针对性地抑制炎症和黏液分泌。

波士顿贝斯以色列女执事医疗中心病毒学和疫苗研究中心主任丹·巴鲁克博士(他并未参与这项研究)表示,这项新研究“信息量很大”,但研究结果需要在感染鼻病毒的真实人群中得到证实,才能更好地了解干扰素反应的差异。

巴鲁克说:“人们的干扰素反应水平可能不同,那些初始干扰素反应较强的人可能只会打喷嚏,很快就能康复,而干扰素反应较弱的人则会出现更严重的感染。但目前还不完全清楚如何提高自身的干扰素反应。”

他补充说:“虽然本文重点关注干扰素,但也可能存在其他因素。”

埃默里大学医学院儿科传染病学教授兼联合主任拉里·安德森博士(他并未参与这项新研究)表示,同一种病毒感染为何会对不同人产生不同影响,这个问题在医学界经常出现——几乎所有病原体都是如此。

虽然干扰素反应可以提供线索,但其他可能影响鼻病毒感染对人体严重程度的因素包括:是否存在某些细菌、遗传因素的差异、任何潜在的疾病或慢性病,以及一个人是否由于过去的感染而对该病毒具有免疫力。

“所以有很多不同的因素会影响结果。就鼻病毒而言,即使感染的是同一种鼻病毒,不同的人也可能出现不同的临床结果,流感、呼吸道合胞病毒、副流感病毒和冠状病毒也是如此,”安德森说。“这种情况在很多疾病中都存在。”