研究人員在了解肺細胞和導致COVID-19的SARS-CoV-2病毒之間的微觀戰斗方面邁出了重要的一步。加州大學伯克利分校領導的一項研究發現，我們體內的特定蛋白質可以促進或保護我們免受SARS-CoV-2感染，這可能為新的抗病毒療法打開了大門。

在本周發表在《Nature Genetics》雜志上的這項研究中，研究人員使用CRISPR技術測試了每個人類基因對人類肺細胞中SARS-CoV-2感染的影響。他們的發現揭示了病毒依賴于感染細胞的新途徑，以及幫助保護免受病毒感染的抗病毒途徑。值得注意的是，他們表明粘蛋白——肺部黏液的主要成分——似乎有助于阻止SARS-CoV-2病毒進入我們的細胞。

研究人員試圖確定SARS-CoV-2病毒是如何進入人類細胞并在生病期間如此高效地復制的。他們還想確定人類細胞中可能能夠對抗感染的特定防御機制，這可能會激發新的治療策略。

研究人員發現，肺細胞膜中發現的粘蛋白MUC1和MUC4可以保護肺細胞免受感染。這一發現很重要，因為此前的研究表明，黏液堆積可能是一些人患上COVID-19重癥的原因，因為黏液會使人呼吸困難，并建議使用藥物耗盡黏液。這項由伯克利牽頭的研究表明，這種策略可能會干擾粘蛋白，而粘蛋白為對抗SARS-CoV-2感染提供了一種寶貴的防御機制。

然而，粘蛋白是復雜的，需要更多的研究來完全了解它們。研究人員發現，分泌到肺部黏液層的其他粘蛋白——MUC5AC和MUC5B——要么無法阻止SARS-CoV-2感染，要么甚至會促進病毒感染。

這也是研究人員研究SARS-CoV-2病毒如何與人類肺細胞相互作用的第一項研究，標志著COVID-19研究的關鍵進展。

過去對SARS-CoV-2感染的研究使用的細胞類型不天然含有該病毒用來感染我們肺部的受體或其他途徑。在這項研究中，研究人員希望使用一種更相關的細胞類型，即位于肺內表面的名為Calu-3的人類上皮細胞。盡管這一細胞系的研究極具挑戰性，但研究人員設法對人類SARS-CoV-2感染涉及的生物學有了更準確的了解。

研究人員進行了全基因組CRISPR功能獲得和功能喪失篩選，以消除或過表達人類基因組中的每一個基因。然后，他們測量了這些基因表達變化對人肺上皮細胞中SARS-CoV-2感染的影響。重要的是，這一篩選強調的許多基因還有待實驗研究，這為未來的工作提供了一個起點。

研究人員發現粘蛋白糖蛋白是細胞感染的關鍵限制因素，在小鼠模型和潛在的人類中都是如此。

研究人員還研究了粘蛋白如何與其他呼吸道病毒相互作用，包括甲型流感病毒、人類副流感病毒、普通感冒冠狀病毒和呼吸道合胞病毒。與SARS-CoV-2一樣，結果是不可預測的。

這項工作展示了雖然粘蛋白廣義上是抗病毒的，但實際情況要復雜得多，事實上，在一些病毒中，我們發現粘蛋白過度表達實際上似乎增加了傳染性。每個人產生的粘液類型和數量可能會導致不同的SARS-CoV-2感染結果，并導致不同的治療策略。能夠產生大量正確類型的粘液的人可能會受到很好的保護。但那些產生大量錯誤類型粘液的人可能會有更大的感染風險未來的工作對于更好地理解病毒與粘蛋白的相互作用至關重要，但目前，這些發現提供了一個重要的起點。

Genome-wide bidirectional CRISPR screens identify mucins as host factors modulating SARS-CoV-2 infection