中国疾病预防控制中心谭文杰团队揭示人冠状病毒OC43在脑类器官中的感染机制及治疗新策略

人冠状病毒（HCoV）通常引起呼吸道感染，但近年来越来越多的研究表明，这些病毒也可能引发严重的神经系统疾病，如脑炎和脊髓炎。然而，目前对于季节性HCoV对中枢神经系统的影响仍知之甚少。

在COVID-19大流行期间，神经系统的症状表现引起了广泛关注。尽管已有研究在动物模型中观察到病毒对神经系统的侵袭，但缺乏直接模拟人类中枢神经系统感染的模型。这使得研究人员难以深入理解HCoV感染的神经病理机制，也限制了针对神经系统症状的治疗策略开发。

2025年11月5日，中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所谭文杰团队在国际期刊Journal of Biomedical Science上发表了题为Human coronavirus OC43 infection in human cerebral organoids: novel insights on pathogenesis and potential therapeutic interventions研究论文。该研究利用人类诱导多能干细胞（hiPSC）衍生的脑类器官（HCOs）模拟中枢神经系统，揭示了HCoV-OC43感染的细胞靶点、炎症反应机制以及潜在的治疗靶点。

刘俊通团队开发了具有中枢神经系统生理特征的脑类器官模型，发现HCoV-OC43能够高效感染神经元和星形胶质细胞，并通过TNF和NF-κB信号通路激活炎症反应，导致细胞死亡和神经功能障碍。进一步的研究表明，抗病毒药物瑞德西韦和抗炎药物CDDO-Me能够有效抑制病毒复制并减轻炎症和细胞死亡。这些发现不仅为理解HCoV感染的神经病理机制提供了新的视角，也为开发针对HCoV感染的神经系统症状的治疗策略奠定了基础。 

正 文

研究人员首先利用人类诱导多能干细胞（hiPSC）分化生成脑类器官（HCOs），并构建了具有血脑屏障（BBB）功能的共培养模型。这些脑类器官能够模拟人类大脑的早期发育过程，包含多种神经细胞类型，如神经元、星形胶质细胞和神经祖细胞。研究人员将HCoV-OC43以及其他季节性冠状病毒（HCoV-NL63、HCoV-229E和HCoV-HKU1）分别感染HCOs，发现只有HCoV-OC43能够在脑类器官中高效复制，且主要靶向神经元和星形胶质细胞。这一发现首次证实了HCoV-OC43对人类中枢神经系统的直接感染能力。

为了验证HCoV-OC43感染引发的炎症反应机制，研究人员对感染后的脑类器官进行了RNA测序分析。结果显示，HCoV-OC43感染激活了TNF和NF-κB信号通路，导致促炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6）的显著上调，同时抑制了GABA能突触和钙信号通路。这些变化与神经元功能障碍和细胞死亡密切相关。进一步的实验表明，HCoV-OC43感染不仅直接损伤神经元，还通过旁观者效应导致未感染细胞的死亡。这些结果表明，HCoV-OC43感染通过激活炎症信号通路引发广泛的神经病理变化。

研究人员进一步探索了抗病毒和抗炎药物对HCoV-OC43感染的抑制作用。实验结果显示，瑞德西韦和CDDO-Me能够显著抑制病毒复制，并降低炎症因子的表达水平。CDDO-Me作为一种Nrf2激动剂，通过激活抗氧化和抗炎通路，减轻了病毒诱导的炎症反应和细胞死亡。此外，研究人员还发现HCoV-OC43能够破坏血脑屏障的完整性，导致屏障功能受损。这一发现揭示了HCoV-OC43感染中枢神经系统的新机制，并为开发针对HCoV感染的神经系统症状的治疗策略提供了潜在靶点。

人类脑类器官与血脑屏障对HCoV-0C43病毒感染的影响:发病机制及治疗干预

总 结

总的来说，刘俊通团队的研究揭示了HCoV-OC43在脑类器官中的感染特性，证实其能够高效感染神经元和星形胶质细胞，并通过激活炎症信号通路引发神经病理变化。研究还发现瑞德西韦和CDDO-Me能够有效抑制病毒复制并减轻炎症和细胞死亡。这些发现为理解HCoV感染的神经病理机制提供了重要依据，并为开发针对HCoV感染的神经系统症状的治疗策略开辟了新途径。该研究不仅丰富了对HCoV感染机制的认识，也为未来针对冠状病毒引发的神经系统疾病的治疗提供了新的思路和方向。

论文链接：

https://jbiomedsci.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12929-025-01193-z