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美国研究发现新冠病毒会改变心脏糖基化并导致潜在的心脏并发症

一项创新研究发现，新冠感染患者的心脏组织中N-糖基化过程发生显著变化，这可能是感染新冠病毒后出现心脏并发症的一个重要原因。10% 至 20% 的患者在感染后会出现心脏并发症，包括心肌损伤、心肌炎、心包炎、心律失常、缺血性和非缺血性心力衰竭、心肌病和心源性休克。

美国内布拉斯加大学医学中心和威斯康星医学院的研究团队深入探讨冠状病毒如何影响蛋白质的N-糖基化。N-糖基化对心脏功能至关重要，他们的研究为理解新冠病毒引起的分子水平损伤提供重要线索，并可能为未来治疗新冠相关心脏损伤提供新的思路。

蛋蛋白质糖基化化

人体的细胞中有一种重要的“装饰”过程，叫做蛋白质糖基化。简单来说，糖基化就是在蛋白质的表面，连接上一些糖分子。就像是给这些蛋白质“小工人”穿上漂亮的“工作服”，这些“工作服”就是糖分子。

给蛋白质表面加上一些特殊的糖分子。这种糖分子不仅可以帮助病毒进入细胞、影响人体的免疫防御反应，还能调节器官的正常运作。此前科学家已发现，新冠病毒感染会改变肺脏和肝脏细胞上的蛋白质糖基化模式，但病毒如何影响心脏的蛋白质糖基化却一直没有答案。

新冠新冠病毒与糖基化

研究发现新冠病毒感染后，会改变我们身体里一些细胞（比如心脏细胞）的蛋白质“工作服”（糖分子）的样式。好比新冠病毒“扰乱”我们身体里的“服装厂”，让“小工人”们穿上错误的“工作服”，导致它们无法正常工作。在心脏中糖基化对于调节电导率，心输出量和整体功能至关重要。这一过程的中断会导致严重的并发症，如心率失常，心肌病和心力衰竭。通过研究对已故新冠患者的组织样本与未感染者进行对比，发现糖基化模式的显著变化，研究重点是在N-糖结构，它对心脏的蛋白质功能至关重要。（下图）

感染后心脏组织中一些特定的N-糖链结构（特别是寡甘露糖结构）出现显著减少的现象，提示病毒感染可能干扰正常的糖基化过程，并导致心脏组织的分子功能异常。研究主要发现新冠患者的心脏组织内显著变化是高甘露糖糖链和少甘露糖（寡甘露糖）糖链显著减少。这些特定糖链是糖基化过程中为蛋白质加上的“糖分子马甲”。病毒改变蛋白质的糖基化过程，破坏原本正常的糖链装饰。通俗就是蛋白质表面的糖分子马甲变少了，使得蛋白质“裸露”在外。导致蛋白质稳定性和功能的受损，从而增加了心脏组织受损和疾病发生的风险。

新冠病毒干扰心肌细胞内蛋白质“糖分子马甲”合成的全过程（上图）。心脏的细胞工厂将糖链（N-糖基化）添在新合成蛋白质上，像给蛋白穿上糖衣马甲。新冠病毒入侵后，导致原料短缺、运输受阻、加工酶失效：许多蛋白质没能穿上糖衣，裸露在外（图中蛋白表情痛苦）。最终心肌细胞功能紊乱，心脏组织受损，疾病风险增加。

蛋蛋白质失去“糖衣”后的后果白质失去“糖衣”后的后果

研究发现寡甘露糖糖链的减少是直接由感染本身引起的，与年龄、性别或其他合并疾病等因素无关。病毒感染明确且直接导致了心脏蛋白质上的这些糖分子马甲变少了。病毒对心脏细胞直接伤害，再干扰糖基化造成的“保护层”消失，导致更多心脏细胞受损甚至死亡。越来越多心脏细胞“罢工”（受损或死亡），心脏的泵血功能会变弱。这会增加心律失常（心脏跳动不规律）和心力衰竭的风险。高甘露糖和寡甘露糖是心肌细胞主要糖基化类型。病毒对这两种糖链，有特殊的“亲和力”，或者能够，利用这两种糖链，作为入侵心肌细胞的“入口”。那么心肌细胞，就可能更容易受到病毒的攻击。溶酶体就像细胞内的垃圾处理中心，负责分解细胞内废旧或损坏的蛋白质以及入侵病毒颗粒，维持细胞健康。新冠病毒不仅占据溶酶体，还让糖衣马甲减少，使溶酶体功能混乱，本该清理病毒的溶酶体却反而帮助病毒出逃，并使心脏细胞进一步受损。感染后病毒在细胞内大量复制，产生大量病毒颗粒和病毒蛋白质，超过溶酶体的降解能力。溶酶体无法及时彻底处理这些蛋白质，导致部分病毒蛋白质长期残留（刺图蛋白）。病毒蛋白质持续数月存在患者组织内，被认为与长新冠有关，尤其是心脏、神经系统、免疫系统方面的慢性症状。长期自噬功能异常，细胞无法有效清理病毒蛋白和代谢垃圾，形成持续炎症反应，最终加重细胞损伤，引起慢性组织损害，可能与新冠后的心脏并发症或长新冠有关。《自噬在病毒感染，免疫和炎症中作用》新冠病毒对心脏的伤害，就像一场火灾，它不仅会直接烧毁一些房屋（心脏细胞），还会破坏消防系统（糖基化），导致火势蔓延。即使火灾被扑灭，也可能留下废墟（受损的心脏组织），长期影响心脏的功能。