สัญญาณ CCR2 ยับยั้งการติดเชื้อไวรัส COVID-19

ไวรัส SARS-CoV-2 หรือ COVID-19 ที่กำลังแพร่ระบาดและก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินหายใจที่รุนแรง ถูกรายงานการพบครั้งแรกที่เมืองอู๋ฮั่น ประเทศจีนในปี 2019 เป็นไวรัสชนิด single-stranded ribonucleic acid (RNA) ในตระกูล (family) Coronaviridae ประเภท (genus) Betacoronavirus

โดยผู้ติดเชื้อไวรัสชนิดนี้มีอาการแสดงแตกต่างกันตั้งแต่ไม่มีอาการ มีอาการเล็กน้อยจนถึงอาการรุนแรงจนถึงขั้นทำให้ปอดและอวัยวะอื่นเสียหายจนนำไปสู่การเสียชีวิตในที่สุด ซึ่งพบว่าการทำให้ปอดได้รับความเสียหาย เช่น เกิดพังผืด หรือทำให้อวัยวะต่าง ๆ เช่น หัวใจ ตับ ไต ทำงานล้มเหลวนั้นเป็นผลมาจากกระบวนการอักเสบที่เกิดขึ้นจากการสร้างภูมิคุ้มกันที่ทำหน้าที่ด่านหน้า (innate immune system) เพื่อกำจัดเชื้อไวรัสแต่เป็นการทำงานที่มากเกินไปจนก่อให้เกิดการอักเสบ โดยการส่งสัญญาณจาก chemokine receptor CCR2 ให้มีการกำจัดเชื้อไวรัสโดยผลิตสารต่าง ๆ ได้แก่ interferon (IFN), inflammatory cytokines อย่างเช่น interleukin-6 (IL-6]), IL-1β, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), และ IL-8 by alveolar macrophages หรือ respiratory epithelial cells ซึ่งสอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้านี้ที่จากการวิเคราะห์ bronchoalveolar lavage (BAL) fluids ในผู้ที่ติดเชื้อไวรัส พบความสัมพันธ์ระหว่างการสร้างภูมิคุ้มกันด่านหน้ากับการรั่วซึมอย่างมากของ neutrophils, dendritic cells (DCs), และ monocytes ในทางเดินหายใจ

นักวิทยาศาสตร์ได้แยกประเภทของเซลเม็ดเลือดขาว (monocytes) ในเนื้อเยื่อปอด(lung parenchyma) เป็นกลุ่มย่อยตามการแสดงออกของ Ly6C โดยพบว่า Ly6C-high classical monocytes ก่อให้เกิดการอักเสบขณะที่ Ly6C-low non-classical monocytes ทำหน้าที่ในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ในสภาวะสมดุลหรือสภาะวะปกติจะมี Ly6C-low non-classical monocytes เป็นส่วนใหญ่ แต่เมื่อร่างกายมีการติดเชื้อจะพบ Ly6C-high monocytes ในปอดเป็นจำนวนมากตามการส่งสัญญาณจาก chemokine receptor CCR2 นอกจากนี้ยังพบในการศึกษาก่อนหน้านี้เช่นกันว่า classical Ly6C-high monocytes สามารถเปลี่ยนไปเป็น monocyte-derived dendritic cells (moDCs) ซึ่งก็พบว่ามีระดับของ moDCs เพิ่มขึ้นเมื่อมีการติดเชื้อไวรัสในทางเดินหายใจหรือเมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเข้ามาในร่างกาย

ได้มีการศึกษาเกี่ยวกับบทบาทของเซลเม็ดเลือดขาวในการป้องกันร่างกายจากการติดเชื้อไวรัส โดยการศึกษาทำให้หนูทดลองติดเชื้อไวรัส (mouse-adapted SARS-CoV-2 (MA-SARS-CoV-2) strain) และสายพันธุ์ human variant B.1.351 และพบว่า CCR2-monocyte axis มีบทบาทที่สำคัญในการควบคุมไวรัสและการยับยั้งการอักเสบที่เกิดขึ้นระหว่างการติดเชื้อไวรัส COVID-19 โดยพบว่าหนูทดลองที่ติดเชื้อไวรัสมีระดับของสารต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบเช่นเดียวกับการศึกษาก่อนหน้าที่พบระดับของ cytokine ที่เพิ่มขึ้นในผู้ป่วยที่มีอาการติดเชื้อไวรัสรุนแรง โดยในปอดของหนูทดลองที่ติดเชื้อพบว่ามีการเหนี่ยวนำและการชุมนุมของ monocytes (Ccl2) และ T-cells (Cxcl10), pyrogens (Il6 and Tnf), matrix metalloproteinases (Mmp14), interferon-stimulated genes (ISGs) (Irf7 and Isg15)และ alarmins (S100a8)

ที่น่าสนใจคือ พบการแสดงออกของยีนที่ก่อให้เกิดการอักเสบในหนูทดลองที่ติดเชื้อนั้นขึ้นกับปริมาณเชื้อไวรัส (viral load) นอกจากนี้ยังพบระดับ inflammatory cytokines และ neutrophils ที่เพิ่มขึ้น จากการที่มีปริมาณเชื้อไวรัสเพิ่มมากขึ้นในปอดของหนูที่ติดเชื้อ

การแสดงออกของ CCR2 เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญต่อกระบวนการอักเสบจากการที่มี Ly6C-high blood monocytes จำนวนมาก ถึงแม้ CCR2 จะไม่ได้มีผลเพิ่มจำนวนการหมุนเวียนเซลเม็ดเลือดขาว แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมให้มีการรั่วซึมของเซลเม็ดเลือดขาวมาที่เนื้อเยื่อปอดในระหว่างที่มีการติดเชื้อไวรัส ยิ่งกว่านั้น CCR2 มีบทบาทในการคัดเลือกและเปลี่ยน monocytes ไปเป็น macrophages และเพิ่มจำนวน moDC

เมื่อเปรียบเทียบกับไวรัสที่ก่อโรคทางเดินหายใจชนิดอื่น เช่น influenza ที่การส่งสัญญาณของ CCR2 เกี่ยวข้องกับการอักเสบและการเสียชีวิต แต่ในการศึกษาการติดเชื้อด้วยไวรัส COVID-19นั้น CCR2 ค่อนข้างจำกัดบทบาทอยู่ที่การกำจัดปริมาณเชื้อไวรัสและการส่งผลให้หนูทดลองที่ติดเชื้อมีน้ำหนักลดลง และในเนื้อเยื่อปอด CCR2ส่งเสริมให้เกิดการรั่วซึมของเซลที่เปลี่ยนมาจากเซลโมโนไซต์ (monocyte-derived cells) ซึ่งก่อให้เกิดการอักเสบขึ้นในปอด

กล่าวโดยสรุป จากผลการศึกษาโดยใช้หนูทดลองที่ติดเชื้อ SARS-CoV-2 พบว่า SARS-CoV-2 กระตุ้นกระบวนการอักเสบจากการที่พบ proinflammatory cytokines และ interferon-stimulated โดยการส่งสัญญาณจาก CCR2 ให้ classical monocytes เข้าสู่เนื้อเยื่อปอด และมีการขยายเพิ่มจำนวนของ monocyte-derived cells โดยหนูที่ขาด CCR2 นั้นมีปริมาณเชื้อไวรัสในปอดสูงกว่า รวมถึงมีการแพร่กระจายของไวรัสในปอดและการเพิ่มระดับของ inflammatory cytokine มากกว่าหนูที่มี CCR2 ดังนั้น CCR2 pathway จึงน่าจะมีบทบาทที่สำคัญในการควบคุมปริมาณเชื้อไวรัสและจำกัดกระบวนการอักเสบที่เกิดในทางเดินหายใจระหว่างที่มีการติดเชื้อไวรัสนี้ และอาจจะเป็นแนวทางในการพัฒนาการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 และการพัฒนาวัคซีนเพื่อป้องกันไวรัสนี้ในอนาคต

เรียบเรียงโดย กองบรรณาธิการ

ข้อมูลจาก