SARS の目の方向性

Jul 23, 2023

Nature Communications volume 13、記事番号: 7675 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

新型コロナウイルス感染症患者では眼症状が報告されているが、SARS-CoV-2の眼指向性についてはコンセンサスが得られていない。 ここでは、さまざまな経路を使用して K18-hACE2 トランスジェニック マウスに SARS-CoV-2 を感染させます。 鼻腔内（IN）感染マウスの眼における炎症誘発性サイトカインの産生を伴う眼症状と網膜炎症を観察します。 気管内（IT）感染の結果、ウイルスは肺から三叉神経および視神経を介して脳および眼に広がります。 眼および神経浸潤は、脳内 (IC) 感染を使用して確認されます。 特に、点眼（ED）ウイルスは肺感染症を引き起こさず、時間の経過とともに検出できなくなります。 インビボでのウイルスの眼および神経向性分布は、SARS-CoV-2-mCherry の感染性クローンを用いた蛍光イメージングで明らかです。 SARS-CoV-2 の眼向性および神経侵襲性の特徴は、野生型シリアンハムスターで確認されています。 私たちのデータは、SARS-CoV-2 のウイルス感染と臨床的特徴に関する理解を深め、新型コロナウイルス感染症対策手順の改善に役立ちます。

D 種アデノウイルスやサブタイプ H7 インフルエンザウイルスなどのいくつかの呼吸器ウイルスは眼指向性を示し、ヒトに眼疾患を引き起こします1。 新型コロナウイルス感染症 (COVID-192) 患者では、眼の症状や異常が一般的に報告されているが、SARS-CoV-2 の眼指向性と病態は依然として不明である。 新型コロナウイルス感染症および両側結膜炎患者 3 名の結膜スワブ 4、および死後症例の 16 件の房水および硝子体サンプルの逆転写定量 PCR (RT-qPCR) 分析では、ウイルス RNA は検出されませんでした 5。 対照的に、イタリアの横断研究では、新型コロナウイルス感染症患者91人中52人の結膜拭い液中にウイルスRNAが存在し、重症患者では高い検出率でウイルスRNAが存在することが報告された6。 中国とブラジルでの他の横断研究8、および死後検査9,10でも、眼症状の有無にかかわらず患者の結膜スワブまたは房水からウイルスRNAが検出されたことが報告されている。

眼の表面は感染性エアロゾルにさらされる追加の粘膜表面であるため、目は SARS-CoV-2 の潜在的な感染経路であると考えられています。 実際、SARS-CoV-2 受容体はヒトの眼表面に発現しています11,12。 デンら。 は、SARS-CoV-2が結膜接種後にアカゲザルに結膜を介して侵入した可能性があることを示した13。 さらに、SARS-CoV-2 はヒト胚性幹細胞由来の眼上皮細胞 14 およびヒト結膜上皮細胞 15 に感染する可能性があります。 したがって、SARS-CoV-2感染に対する予防または治療戦略を導くために、目が一次または二次ウイルス侵入部位として機能できるかどうかを調査する必要がある。

この研究では、K18-hACE2トランスジェニックマウスと野生型シリアンハムスターを使用して、眼指向性とSARS-CoV-2の眼感染の可能性を評価します。 さまざまな接種経路を使用して、マウスモデルにおける三叉神経（TN）および視神経（ON）の神経浸潤を介したSARS-CoV-2の眼指向性を実証します。 感染性 SARS-CoV-2-mCherry クローンと蛍光イメージング システムを使用して、生体内でのウイルスの眼および神経向性分布を調べます。 さらに、野生型ハムスターにおける SARS-CoV-2 の眼向性および神経侵襲性の特性についての証拠を提供します。

以前の研究では、目のジカウイルス（ZIKV）感染が結膜炎と汎ぶどう膜炎の発症につながり、マウスモデルのぶどう膜組織に炎症を引き起こしたと報告されています16。 K18-hACE2 マウスの SARS-CoV-2 感染に応答して眼疾患の発症が引き起こされるかどうかを調べるために、マウスに 104 プラーク形成単位 (PFU) または同量のウイルスを鼻腔内 (IN) 感染させました。リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) (模擬グループ)。 以前の所見と一致して、感染後 7 日 (dpi、図 1a) で 20% の体重減少、8 dpi で死亡率 (図 1b) が観察されました。 特に、6 dpi では、感染マウスの 25% で涙と目やにが発生しました (図 1c)。 次に、IN感染後のマウスの眼におけるSARS-CoV-2の存在を評価しました。 6 dpi で、付属器官を含む肺と眼のウイルス量をプラーク アッセイによって評価しました。 目から得られた感染ウイルス力価は、肺からのものと同じくらい高かった（約106 PFU/g、図1d）。 SARS-CoV18およびSARS-CoV-219患者の涙液中のウイルスRNAの検出を考慮して、ウイルスヌクレオカプシド遺伝子を標的としたRT-qPCRによって涙腺内のウイルスRNAコピーを6 dpiで評価しました（図1e）。 興味深いことに、涙腺のウイルス量は目のウイルス量よりも大幅に低く、感染の影響をほとんど受けない組織の 1 つである脾臓のウイルス量と同様でした (総 RNA 1 マイクログラムあたりウイルス RNA コピー数約 104)。 これらの所見は雌のK18-hACE2マウスでも確認され、ウイルスには性別または性別特異性が欠如していることを示しました（補足図1）。 次に、免疫蛍光染色を使用してウイルススパイク（S）タンパク質を検出するために、IN感染マウスの網膜切片を6 dpiで検査しました。 ACE2タンパク質は網膜で観察されました（補足図2）。 Sタンパク質は主に、網膜神経節細胞からなる網膜の神経節細胞層で観察され、その軸索は視神経、視交叉、視神経管を形成しています（図1f）。 また、神経節細胞層における S タンパク質と網膜神経節細胞のマーカー 21 である γ-シヌクレインの共局在も観察され、感染細胞が網膜神経節細胞である可能性があることが示されました（補足図 3）。 これらの結果は、目に感染性SARS-CoV-2が存在することを示しており、おそらく神経侵入を介して目がSARS-CoV-2感染の標的となっている可能性があることを示唆している。