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研究发现:眼表含2种新冠感染关键蛋白 或为病毒入口

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澎湃新闻记者 张唯

新冠肺炎疫情出现以来,有报告称部分新冠患者的眼结膜出现症状,还有研究在患者泪液中检测到新冠病毒。这些现象引发人们对新冠病毒是否可能通过眼睛进入人体的关注。

近日,约翰斯·霍普金斯大学医学院和中山大学中山眼科中心发现,新冠病毒入侵细胞所需的关键蛋白ACE2和TMPRSS2在人眼的结膜、角膜缘和角膜中均有表达,ACE2在结膜和角膜的上皮表层染色最为明显。

研究人员认为,这些发现表明包括结膜在内的眼表细胞易受新冠病毒感染,因此可作为新冠病毒的入口和人与人之间的传播媒介。该结论突出了戴口罩和注意眼接触对预防新冠肺炎传播的重要性。

图1:ACE2在人角膜和角膜缘的表达和定位。图中展示了角膜(A-C)、角膜缘(E-F)和肺(H-I)的ACE2表达。D、G、J为对照组。(A)框中的区域在(B,C)中以较高的放大倍数显示。(E)框中的区域在(F)中以较高的放大倍数显示。肺上皮和血管内皮分别用红色和蓝色箭头表示。

此前,香港大学医学院研究团队也发现,新冠病毒远比“非典”病毒更容易感染人类结膜和上呼吸道,而眼睛可能是人类感染新冠肺炎的重要途径。若人类触摸受污染的物体表面后擦拭眼睛,传染性病毒就有可能通过这种方式传播。

上述约翰斯·霍普金斯大学的研究论文题为“ACE2 and TMPRSS2 are expressed on the human ocular surface, suggesting susceptibility to SARS-CoV-2 infection”,发表在生物预印本网站bioRxiv。

研究由约翰斯·霍普金斯大学医学院的两位眼科教授Charles G. Eberhart和Elia J. Duh领衔。他们和同事分析了ACE2和TMPRSS2在死者全眼和眼科手术结膜标本中的表达。ACE2和TMPRSS2分别是新冠病毒进入细胞所需的受体蛋白和蛋白酶。

研究人员收集了10个死者眼球和5个屈光手术结膜标本作为样本。10个死者的眼球中,5个来自生前因糖尿病引发视网膜病变的患者,另外5个眼球来自非糖尿病且无眼部疾病的患者。

在研究涉及的所有标本中,研究人员均发现了ACE2在结膜、角膜缘和角膜表达。所有的眼和结膜标本也都有TMPRSS2表达。对同一批样本使用免疫印迹方法(immunoblotting)进一步证实了ACE2在人的眼表表达。

图2:死后眼球结膜的ACE2表达及定位。A-B,C-D来自2个眼球,E为正常IgG对照组。箭头表示血管内皮细胞(A)和杯状细胞(D)。

图3:结膜手术标本的ACE2表达及定位。(A)框中的区域在(B)和(C)以较高的放大倍数显示。(D)框中的区域在(E)以较高的放大倍数显示。箭头表示杯状细胞(C,E)。

研究人员随后通过对10个死者眼标本的免疫组化方法确定了ACE2在角膜中的定位。他们发现,ACE2染色在角膜上皮呈阳性,角膜上皮的基底细胞和最浅层细胞呈轻度至中度染色。在某些样本中,角膜缘ACE2的染色强度比邻近的角膜上皮强。类似的,研究也确认了ACE2在结膜上皮表达,在许多标本中,ACE2染色在大多数浅表层上皮细胞中尤为明显。

图4:角膜和角膜缘的TMPRSS2表达和定位。图中展示了角膜(A-C)、角膜缘(E-F)和肺(H)的ACE2表达。

接下来,研究人员用免疫组化方法检测了TMPRSS2在死后眼角膜中的表达和定位。他们发现,TMPRSS2在所有标本的角膜、角膜缘和结膜上皮层显示出一致的强染色。与ACE2相比,TMPRSS2的染色强度更高。

图5:死后眼球结膜的TMPRSS2表达及定位。图中展示了2个眼球的结膜(A-B,C-D,E-F)。箭头表示杯状细胞(D,F)。

图6:结膜手术标本的TMPRSS2表达及定位。(A)框中的区域在(B)以较高的放大倍数显示。C为正常IgG对照组。

研究总结称,结膜和角膜上皮细胞中ACE2和TMPRSS2的存在支持眼表作为呼吸道以外的次要感染部位,甚至可能作为病毒感染人体的初始入口。

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