SARS-CoV-2感染后中性粒细胞动态驱动长期免疫激活：从动物模型到靶向治疗的新见解

《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》：Prolonged immune activation in post-acute sequelae of SARS-CoV-2: neutrophil dynamics and therapeutic insights

　　为解决SARS-CoV-2感染后遗症（PASC）的机制不明问题，研究人员利用罗伯罗夫斯基仓鼠模型，开展针对中性粒细胞介导的慢性炎症与肺纤维化的主题研究。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）等多技术手段，发现PASC组肺部持续存在病毒S1亚单位抗原，并伴随中性粒细胞异常活化及髓系细胞分化失衡。靶向中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）的抑制剂Sivelestat可显著降低PASC发生率和死亡率。该研究为长新冠（Long COVID）的发病机制提供了关键证据，并提出了潜在治疗策略。

　　

新冠病毒（SARS-CoV-2）疫情虽已趋于平稳，但其引发的长期后遗症——长新冠（Post-acute sequelae of SARS-CoV-2, PASC）仍是全球健康隐患。约13.5%的感染者会出现持续数周甚至数月的疲劳、呼吸障碍和认知功能障碍等症状，然而其背后机制尚不明确。缺乏合适的动物模型和多组织层面的动态分析，限制了针对性疗法的开发。

为此，研究团队选择了一种特殊的实验动物——罗伯罗夫斯基仓鼠（Phodopus roborovskii），该模型能模拟人类重症COVID-19的病理特征，包括可测量的致死率。通过对比甲型流感病毒（IAV）感染，团队发现尽管两种病毒在急性感染期均被清除，但13.75%的SARS-CoV-2感染幸存仓鼠出现体重无法恢复、严重肺病变和中性粒细胞异常积聚，定义为PASC表型。进一步研究揭示，这一现象与肺部长期存在的病毒刺突蛋白S1亚单位抗原密切相关，该抗原可能通过干扰髓系细胞分化途径，导致中性粒细胞过度活化与巨噬细胞减少，从而驱动慢性炎症和纤维化。

研究主要运用了以下关键技术：

1. 1.
   动物模型构建：使用罗伯罗夫斯基仓鼠感染SARS-CoV-2 Delta变异株或IAV H1N1，监测30天内体重变化与生存率；
2. 2.
   组织病理学分析：通过H&E（苏木精-伊红）和Masson三色染色评估肺纤维化程度；
3. 3.
   单细胞RNA测序（scRNA-seq）：对感染后30天的支气管肺泡灌洗液（BALF）、肺和脾脏进行细胞分群与转录组分析；
4. 4.
   免疫组化与多重免疫荧光：检测病毒抗原（如S1、核衣壳蛋白）分布及中性粒细胞（MPO⁺）、巨噬细胞（CD68⁺）浸润情况；
5. 5.
   靶向药物干预：使用中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂Sivelestat、FPR2拮抗剂WRW4和S100A8/A9抑制剂Paquinimod，评估其对PASC表型的改善作用。

长期体重减轻与肺病理变化提示PASC特异性表型

SARS-CoV-2感染组中，部分幸存者至30天仍未能恢复初始体重，且肺部纤维化持续存在，而IAV感染组则完全恢复。病毒滴定与RNA检测证实，这种差异与持续病毒复制无关。

转录组特征验证PASC相关基因签名

scRNA-seq分析显示，SARS2_PASC组（即非恢复组）在BALF、肺和脾脏中均上调了65%以上的人类PASC标志基因（如S100A8、S100A9、MMP8、IL1B），且中性粒细胞比例显著升高（61.88-78.45%），巨噬细胞比例下降。

髓系细胞分化失衡驱动中性粒细胞积聚

轨迹分析发现，SARS2_PASC组的粒细胞-单核细胞祖细胞（GMP）更倾向于分化为中性粒细胞（高表达CEBPE、KLF5等转录因子），而单核细胞/巨噬细胞分化路径（依赖IRF8）被抑制。

残留S1抗原与中性粒细胞浸润协同促炎

免疫组化显示，SARS2_PASC组肺部至30天仍可检测到S1抗原，而病毒核衣壳蛋白（N）和IAV核蛋白（NP）早已清除。S1抗原被巨噬细胞内化，周围聚集大量中性粒细胞，表明其可能通过调控转录通路维持炎症状态。

中性粒细胞亚群呈现高炎症与促纤维化特征

中性粒细胞被分为5个亚群（Neu1-Neu5），其中Neu5亚群高表达衰老与凋亡相关基因，且富集于BALF中，其TGF-β（转化生长因子-β）和NF-κB（核因子κB）信号通路活性最强，可能是肺纤维化的关键驱动者。

靶向中性粒细胞有效缓解PASC进展

在感染后5-11天（急性期）给予Sivelestat（NE抑制剂），可使PASC发生率降低至8%，死亡率下降超50%，并显著抑制肺纤维化与炎症因子（如IL1B、NFKB1）表达。延迟治疗（15天后）则无效，提示早期干预的重要性。

该研究首次通过多组织动态分析，揭示了SARS-CoV-2感染后中性粒细胞异常活化与分化失衡是PASC的核心机制。持续存在的S1抗原可能通过干扰髓系细胞命运决定，导致中性粒细胞过度释放蛋白酶（如NE）和促炎因子（如S100A8/A9），进而驱动肺纤维化与慢性炎症。靶向NE的抑制剂Sivelestat在动物模型中展现出显著疗效，为长新冠的临床治疗提供了新思路。研究同时强调，早期干预对阻断不可逆病理改变至关重要。这一成果不仅深化了对病毒感染后免疫紊乱的理解，也为其他慢性炎症性疾病的机制研究提供了借鉴。