粘液可以解释为什么SARS-CoV-2不容易从表面传播
在大流行早期,许多人严格消毒表面,因为实验室研究预测SARS-CoV-2很容易通过这种方式传播。现在,研究人员报告ACS中央科学他们发现了一个可能的解释,解释了为什么这些预测没有实现:粘液中的糖装饰蛋白可以与表面的冠状病毒结合,防止它感染细胞。这些发现也可能暗示了为什么有些人比其他人更容易感染COVID-19。
尽管实验表明,冠状病毒可以在表面存活数天或数周,但现在很明显,SARS-CoV-2更有可能通过携带病毒的空气飞沫感染人类。表面研究通常使用悬浮在缓冲液或生长介质中的病毒,而在现实世界中,当有人咳嗽或打喷嚏时,SARS-CoV-2被粘液包裹。考虑到这一点,杰西卡·克雷默(Jessica Kramer)和同事们想知道粘液成分是否可以解释实验室预测与现实之间的差异。除了水、盐、脂质、DNA和其他蛋白质外,粘液还含有一种叫做粘蛋白的蛋白质,这种蛋白质被称为聚糖的糖分子大量修饰。为了感染细胞,SARS-CoV-2刺突蛋白将糖聚糖分子与细胞表面末端的唾液酸结合。因此,研究人员想知道冠状病毒是否也能识别粘蛋白中含有唾液酸的聚糖。他们推断,如果刺突蛋白已经与粘液中的聚糖结合在一起,那么它可能无法与细胞上的聚糖结合。
为安全原因在美国,研究人员选择研究一种名为OC43的人类冠状病毒,这种冠状病毒是最近从一种牛冠状病毒进化而来的,主要引起轻微的呼吸道感染。研究组将含有0.1 ~ 5%黏蛋白的缓冲液或生长介质(黏液和唾液中黏蛋白的浓度范围)中的病毒液滴沉积在塑料表面上,晾干。然后,他们将病毒残渣重新水化,并测量其感染细胞的能力。与单独的缓冲液或生长培养基相比,添加粘蛋白的溶液的传染性显著降低。研究小组还对钢铁、玻璃和外科口罩表面进行了测试,发现了类似的结果。
研究人员表明,当液滴干燥时,黏蛋白会移动到边缘,并在那里聚集成咖啡环效应,同时携带病毒。这使得粘蛋白和病毒颗粒更接近,在那里它们更容易相互作用。用酶切断粘蛋白上的唾液酸聚糖,消除了病毒结合,破坏了糖蛋白的保护作用。研究人员怀疑,因为SARS-CoV-2像OC43一样,与细胞表面的唾液酸聚糖结合,黏蛋白也可能会降低其传染性。他们说,黏蛋白上的糖分子水平和类型会随着饮食和某些疾病而变化,这可能解释了某些人对COVID-19的脆弱性。