新型致病性冠状病毒（SARS-CoV-2）侵入细胞，需要病毒刺突（S）蛋白与细胞受体血管紧张素转换酶2（ACE2）结合，以及宿主细胞蛋白酶TMPRSS2启动S蛋白。2月28日，顶尖学术期刊《cell》杂志在线发表了一篇关于新冠病毒的论文“SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically-proven protease inhibitor”，作者发现TMPRSS2是新冠病毒入侵细胞所需关键蛋白酶，其抑制剂可以阻止这一过程。此外，恢复期SARS患者的血清可以阻止SARS-CoV-2的侵入。作者的结果揭示了SARS-CoV-2和SARS-CoV感染之间的重要共性，并确定了抗病毒干预的潜在靶点。值得注意的是，这篇文章虽然已经得到了同行评议，并已被《cell》接受，但还没有完成最终的校对工作。《cell》表示，提前把这篇文章发表出来是为了尽早让更多人看到其中的信息。![]()
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接受同行评审的文章的PDF文件，但还不是记录的最终版本作者首先研究了SARS-CoV-2是否在人类细胞系293T中高表达，因为293T具有很高的转染性。由于某些冠状病毒S蛋白是在感染细胞的S1/S2裂解位点被宿主细胞蛋白酶裂解的，因此需要弄清楚SARS-CoV-2的S蛋白的水解加工过程以及哪些细胞系对SARS-CoV-2敏感。
主要结果
结果表明，人类细胞可以对SARS-CoV-2进行有效的蛋白水解处理，这与SARS-CoV-2的S1/S2裂解位点上的几个精氨酸残基的存在一致，SARS-CoV-2的S2裂解位点与SARS-S相似。测试的细胞系包括293T、BHK-21、Caco-2都容易受到SARS-S泛嗜性VSV糖蛋白（VSV-G）驱动的侵入。此外，SARS-CoV-2促进侵入与SARS-S相同谱系的细胞，表明选择了相似的侵入受体。
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SARS-CoV-2和SARS-S侵入一组相似的哺乳动物细胞系
为了解释SARS-S和SARS-CoV-2介导侵入同一细胞系的原因，作者接下来确定SARS-CoV-2是否含有与SARS-S侵入受体ACE2相互作用所需的氨基酸残基。对受体结合基序的分析表明，大多数与SARS-S结合ACE2所必需的氨基酸残基在SARS-CoV-2中是保守的，并且这些残基大多数都不存在于先前发现不使用ACE2侵入的SARS-CoV的S蛋白中。![]()
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SARS-CoV-2含有对ACE2结合至关重要的氨基酸残基通过直接表达人和蝙蝠（Rhinolophus Alcyone）的ACE2，可以使得SARS-CoV-2和SARS-S侵入其他不敏感的BHK-21细胞。此外，针对人ACE2的抗血清可以阻止SARS-S和SARS-CoV-2，但不能阻止VSV-G或MERS-S的侵入。最后，转染感染SARS-CoV2的BHK-21细胞高效表达ACE2，表明SARS-CoV-2和SARS-S一样，利用ACE2侵入细胞。![]()
丝氨酸蛋白酶TMPRSS2启动SARS-CoV-2侵入，其抑制剂可阻断SARS-CoV-2感染肺细胞作者接下来研究了SARS-CoV-2侵入时对蛋白酶的依赖性。SARS冠状病毒可以利用胞体半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶B（CatB/L）和L和丝氨酸蛋白酶TMPRSS2在细胞系中启动S蛋白，而需要抑制这两种蛋白酶才能有力阻止病毒侵入。然而，只有TMPRSS2活性对病毒在感染宿主中的传播和致病是必需的。临床证明的丝氨酸蛋白酶抑制剂camostat mesylate对TMPRSS2有抑制活性。结果表明，SARS-CoV-2不需要利用CatB/L侵入细胞。而在使用Camostat mesylate后，显著减少了MERS-S-，SARS-S-和SARS-CoV-2的侵入，但不能减少VSV-G肺细胞系CALU-3的侵入。同样，camostat mesylate治疗显著降低了CALU-3与SARS-CoV-2的感染。表明肺细胞感染SARS-CoV-2依赖TMPRSS2。![]()
此外，恢复期SARS患者的血清还减少了SARS-CoV-2的侵入，尽管与SARS-S相比效率较低。同样，抗SARS-S S1亚基的兔血清对SARS-S219和SARS-CoV-2的侵入均有高效的抑制作用，且抑制SARS-S的侵入时更为有效。因此，在感染或接种疫苗时对SARS-S产生的抗体反应可能对SARS-CoV-2感染提供一定程度的保护。![]()
恢复期SARS患者的血清可交叉中和SARS-CoV-2的进入SARS-CoV-2利用ACE2侵入，这表明该病毒可能以与SARS-CoV相似的细胞谱系为目标。在肺部，SARS-CoV主要感染肺细胞和巨噬细胞。然而，ACE2的表达并不局限于肺。值得注意的是，ACE2的表达可以保护肺免受损伤，但是SARS-S会影响ACE2的表达，从而可能促进SARS的发生，仍需确定SARS-CoV-2是否采用相同的机制。SARS-CoV-2在细胞中被有效地切割，而裂解位点序列可以决定冠状病毒的患病潜力，但是与SARS-CoV-2关系最密切的冠状病毒RaTG13中不存在多碱基裂解位点，因此下一步需要确定SARS-CoV-2侵入人类细胞是否需要多碱基切割位点，以及该切割位点是如何获得的。此外，恢复期的SARS患者表现出中和抗体反应（主要是针对S蛋白），而实验中的SARS疫苗（包括重组S蛋白和灭活病毒疫苗）也可能诱导抗体中和反应，可用于对新冠病毒的防御。总体而言，SARS-CoV-2使用TMPRSS2作为S蛋白的启动剂，而TMPRSS2的抑制剂camostat mesylate可以阻断SARS-CoV-2对肺细胞的感染。针对SARS-S产生的中和抗体反应也可以对SARS-CoV-2感染起到一定的保护作用。这项研究为SARS-Cov-2感染的第一步、病毒侵入细胞提供了关键的见解，并确定了抗病毒干预的潜在靶点，这对疫情控制有一定的意义。[1] Markus Hoffmann et al., （2020）, SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically-proven protease inhibitor, Cell, DOI:10.1016/j.cell.2020.02.052https://marlin-prod.literatumonline.com/pb-assets/journals/research/cell/CELL_S0092-8674%2820%2930229-4.pdf
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