科学家揭示了上呼吸道感染在低温下更常见的生物学解释

“传统上，人们认为感冒和流感季节发生在较冷的月份，因为人们更多地呆在室内，空气中的病毒更容易传播，”本杰明·s·布莱尔医学博士说，他是FACS的医学博士，也是大众眼耳耳耳鼻喉转化研究主任和该研究的高级作者。“然而，我们的研究指出了我们每年看到的上呼吸道病毒感染季节性变化的生物学根本原因，最近在COVID-19大流行中得到了证明。”

一线防守在鼻子上

鼻子是外部环境和身体内部的第一个接触点之一，因此，可能是致病病原体的入口点。病原体被吸入或直接沉积(如用手)到鼻子前部，在那里它们通过气道向后移动，进入体内感染细胞，这可能导致上呼吸道感染。长期以来，人们对气道如何保护自己免受这些病原体的侵害知之甚少。

直到2018年，Bleier博士和东北大学药理学杰出教授Mansoor Amiji博士领导的一项研究发现，当细菌通过鼻子吸入时会触发一种先天免疫反应:鼻子前部的细胞检测到细菌，然后释放数十亿个充满液体的微小囊泡，称为细胞外囊泡(或ev，以前称为外泌体)到粘液中，包围和攻击细菌。布莱尔博士将这种电动汽车群的释放比作“踢马蜂窝”。

2018年的研究还表明，ev通过粘液将保护性抗菌蛋白沿气道从鼻子前面运送到后面，然后在细菌深入身体之前保护其他细胞免受细菌的侵害。

在这项新研究中，研究人员试图确定这种免疫反应是否也由通过鼻子吸入的病毒引发，这些病毒是一些最常见的上呼吸道感染的来源。

在不同条件下测试的病毒对抗机制

在第一研究作者、Mass Eye and Ear和东北大学的研究员黄迪博士的带领下，研究人员分析了从手术患者和健康志愿者的鼻子中收集的细胞和鼻组织样本如何对三种病毒做出反应:一种冠状病毒和两种导致普通感冒的鼻病毒。

他们发现，尽管使用的信号通路不同于对抗细菌的信号通路，但每种病毒都触发了来自鼻腔细胞的EV群反应。研究人员还发现了一种对抗病毒反应的机制:在它们释放时，ev充当诱饵，携带病毒将与之结合的受体，而不是鼻腔细胞。

黄博士说:“诱饵越多，电动汽车就越能在病毒有机会结合到鼻腔细胞之前清除粘液中的病毒，从而抑制感染。”

然后，研究人员测试了较冷的温度如何影响这种反应，这与鼻子免疫尤其相关，因为鼻子的内部温度高度依赖于它吸入的外部空气的温度。他们把健康的志愿者从室温环境中取出，将他们暴露在4.4°C(39.9°F)的温度下15分钟，发现鼻子内部的温度下降了约5°C，然后将温度的降低应用于鼻子组织样本，并观察到免疫反应减弱。鼻细胞分泌的EVs数量减少了近42%，EVs中的抗病毒蛋白也受损。

黄博士说:“综合起来，这些发现为上呼吸道感染的季节性变化提供了一种机制解释。”

的治疗潜力

未来的研究将在其他病原体上复制这一发现。这些研究可以作为挑战研究进行，即让动物模型或人类暴露于病毒中，并测量他们的鼻腔免疫反应。

从他们最近的发现中，研究人员还可以想象治疗方法可以诱导和加强鼻子的先天免疫反应。例如，可以设计一种药物疗法，如鼻腔喷雾剂，以增加鼻腔内ev的数量或结合囊泡内的受体。

Amiji博士说:“我们在鼻子中发现了一种新的免疫机制，它不断受到轰炸，并展示了是什么破坏了这种保护。”“现在的问题变成了，‘我们如何利用这种自然现象，在鼻子里重建一种防御机制，并增强这种保护，尤其是在寒冷的月份?’”

除了博士。Bleier、Amiji和Huang是这项研究的共同作者，他们是Maie S. Taha博士、Angela L. Nocera博士和Alan D. Workman博士，他们是大众眼耳医学博士。该研究得到了东北大学和美国国立卫生研究院国家眼科研究所(P30EY003790)的资助。