了解为什么呼吸道感染在冬季更常见

在最近的过敏和临床免疫学杂志研究中，研究人员调查了细胞外囊泡(EV)在先天性鼻粘膜对几种呼吸道病毒的反应中的作用。

呼吸道感染和鼻粘膜

上呼吸道感染(URI)的特征通常是鼻窦发炎和/或刺激、耳部感染、细支气管炎、肺炎以及哮喘或慢性阻塞性肺病(COPD)症状恶化。有几个因素可能会增加URI的严重程度，其中一些因素包括年龄、性别、合并症的存在以及环境条件。

先前的研究报告说，许多导致URI的病毒主要感染鼻腔，因为与身体其他部位相比，鼻腔内的温度较低。该腔内的鼻粘膜由粘液糖蛋白、粘液纤毛自动扶梯和上皮紧密连接组成，它们共同形成了抵御吸入病原体的屏障。

鼻上皮细胞释放抗菌EV似乎在宿主粘膜免疫反应中起着至关重要的作用。这些脂质结合的囊泡可以携带多种物质，包括核酸、蛋白质、脂质、氨基酸和代谢物，具体取决于EV的来源。

当应对病毒感染时，EV可能携带抗病毒剂，例如直接充当抗病毒剂或调节炎症通路以增强免疫反应的microRNA(miRNA)。除了作为运载工具的作用外，EV还可以通过表面受体与病毒配体结合来抑制这些病毒进入宿主细胞，从而发挥直接的抗病毒作用。

病毒感染导致鼻上皮细胞释放EV

Toll样受体(TLR)是在各种细胞类型(包括鼻上皮细胞)中表达的跨膜受体。在这里，TLRs识别试图进入鼻腔的病原体的某些成分，随后启动免疫和炎症反应以限制这些传染原的感染潜力。

TLR3激动剂聚肌胞苷酸(poly[I:​​C])用于模拟对核糖核酸(RNA)病毒感染的免疫反应。为此，发现聚(I:C)可促进分离的鼻上皮细胞分泌EV，在24小时观察到1.6倍的峰值效应。

尽管受到聚(I:C)的刺激，鼻上皮细胞在4°C的低温下孵育导致EV摄取显着减少87.5%。这与在37°C下孵育60分钟相当，在此期间，EV的摄取在整个细胞质中快速且大量。

鼻腔EV如何抑制呼吸道病毒?

然后，研究人员用三种不同的呼吸道病毒感染原代人鼻上皮细胞，包括CoV_OC43、次要鼻病毒RV-1B和主要鼻病毒RV-16。感染后，暴露于TLR3模拟的EV可显着降低细胞内病毒信使RNA(mRNA)水平，从而表明EV可有效抑制病毒复制。

这种抗病毒活性具有剂量依赖性，分别导致CoV-OC43、RV-1B和RV-16复制的抑制率为38.37%、72.59%和61.51%。当未刺激的EV暴露于受感染的细胞时，这种效应不会被复制。

对受刺激的EV的抗病毒作用机制的进一步分析表明，与之前相比，miR-17的表达在TLR3刺激的EV中显着更高到未受刺激的电动汽车。miR-17转染人鼻上皮细胞有效抑制了病毒RNA的复制，从而证实了miR-17对呼吸道病毒的重要抗病毒作用。

温度会影响鼻腔中的EV功能吗?

当外部温度从23.3°C降至4.4°C时，前鼻甲和中下鼻甲的鼻内温度同样分别降至6.4°C和4.7°C。为了在体外复制这些环境温度变化，与传统的37°C环境相比，研究人员将细胞培养温度降至32°C。

这种温度降低导致TLR3模拟后EV的分泌显着受损。不可避免地，TLR3模拟的EV对病毒感染的抗病毒作用也发生了显着改变。在32°C时，EV中miR-17的表达也显着降低。

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URI在冬季最常传播，常见的呼吸道病毒如普通感冒和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)通常是冬季病例增加的原因。除了冬季不同人类行为的影响，例如从户外活动到室内的过渡，环境温度的降低似乎也会影响针对URI的免疫反应效率，对EV的抗病毒活性有特定影响.

总而言之，当前的研究为寒冷环境温度在对呼吸道病原体的免疫反应中的作用提供了重要的见解。此外，鼻上皮内EV介导的抗病毒免疫的发现支持EV与抗病毒剂在未来治疗URI的潜在治疗应用。