自2019年新冠肺炎(COVID-19)疫情以来，陆续发现新冠病毒(SARS-CoV-2)可在COVID-19患者的肺、咽、心脏、肝脏、大脑和肾脏等检出，并可出现相应的脏器功能损害。既往对传染性非典型肺炎(SARS)的研究发现，SARS病毒可损害SARS感染患者的胰岛功能并导致急性188bet在线平台网址 [1]。2020年初，南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)呼吸与危重症医学科吉宁飞副教授在支援武汉抗疫期间，发现较多COVID-19患者存在血糖异常，但是血糖升高的具体原因尚不清楚。全身炎症反应及应激状态导致血糖升高?或者，SARS-CoV-2是否可感染人类胰腺、损害胰岛功能并能直接/间接导致血糖异常?

        针对上述科学问题，南京和武汉两地的专家学者携手于2020年初起就开展了科研合作。近期，以南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)呼吸与危重症医学科吉宁飞副教授、南京医科大学免疫学系张明顺副教授、华中科技大学同济医学院法医学系任亮副教授和王云云博士为第一作者，华中科技大学同济医学院法医学系刘良教授、南京医科大学第一附属医院唐金海教授、刘云教授和黄茂教授为通讯作者，在国际期刊《Emerging microbes & infections》(IF=19.568)在线发表“SARS-CoV-2 in the pancreas and the impaired islet function in COVID-19 patients”[2]。该研究对既往没有188bet在线平台网址 史或糖耐量异常的COVID-19患者进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)和C肽释放试验，并应用免疫组化、荧光原位杂交(FISH)和透射电镜多种方法检测了COVID-19死亡患者胰腺的尸检标本，结果表明COVID-19患者的胰岛功能受损、胰腺中存在SARS-CoV-2病毒颗粒，提示SARS-CoV-2可能直接靶向胰腺并促进188bet在线平台网址 的发生。

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        本研究的主要发现

        1. COVID-19患者的胰岛功能受损

        本研究团队共招募了42名COVID-19患者，其中包括21名男性和21名女性(表1)。并根据WHO临床标准对COVID-19疾病严重程度进行分类：轻症1名、中症22名、重症18名、危重症1名。我们根据病情严重程度将患者分为两组：轻中症患者23例为中度组，重症和危重症患19例为重度组。

        重度组的HbA1c水平显着高于中度组。在OGTT测试中，重度组的平均空腹血糖(FBG)浓度略高于中度组，但没有统计学意义。其后30分钟、60分钟、120分钟和180分钟的血糖浓度也发现了类似的结果。中度组中14例(60.9%)患者葡萄糖耐量正常(NGT)，9例表现出188bet在线平台网址 前期特征，1例新诊断为188bet在线平台网址 。相比之下，重度组中新发188bet在线平台网址 3例，188bet在线平台网址 前期5例，10例NGT(图1A)。总的来说，42名COVID-19患者中有18人发展为188bet在线平台网址 前期或188bet在线平台网址 。如图1B和1C所示，血糖或C肽浓度的峰值时间表明，重度组患者的反应似乎比中度组患者慢。值得注意的是，1名被诊断为新发188bet在线平台网址 的患者(患者#41)的C肽水平非常低而另1名新诊断为188bet在线平台网址 的患者(患者#28)胰岛素分泌受损，不能将血糖水平降至正常范围(图1D)，表明胰岛素抵抗。这些数据表明，SARS-CoV-2可能会促进188bet在线平台网址 的发生。

        与血糖相似，C肽是胰岛功能的替代标志物，反映了胰岛素的分泌。如表2所示，重度组的C肽平均基线水平(0分钟)略高于中度组，表明重度组空腹胰岛素浓度较高，是全身胰岛素抵抗的指标。虽然C肽测量会受到样品溶血的显着影响，但C肽与胰岛素同时释放，且C肽可以在分离的血清和血浆样品中稳定保存24小时，因此成为指示胰岛素分泌能力的更可靠的标志物。本研究采用了基于血清C肽含量的两项指标，包括C肽指数(CPI)和20/(空腹C肽×空腹血糖)比值(20/FCp×FBP)，分别是反映β细胞功能和胰岛素敏感性的指标。如表2所示，20/FCP×FBP在重度组有降低趋势，而两组的CPI差不多。此外，重度组COVID-19患者在OGTT/FCp(Cpmax/FCp)期间的最大C肽水平显着降低。总的来说，这些数据表明SARS-CoV-2感染可能会损害胰岛功能，尤其是在重度COVID-19患者中。

        表1 COVID-19患者的临床特征和实验室检查结果

        表2 COVID-19患者的口服葡萄糖耐量试验结果

        图1 COVID-19患者正常葡萄糖耐量、188bet在线平台网址 前期和188bet在线平台网址 的分布

        (A)将COVID-19患者分配到正常葡萄糖耐量(NGT)、188bet在线平台网址 前期或188bet在线平台网址 (DM)组。在OGTT期间，分析了中度组和重度组血糖(B)和C肽(C)的峰值时间分布。(D)2名具有代表性的COVID-19患者出现新发188bet在线平台网址 的OGTT结果。在患者#2中，C肽(黑色曲线，右轴，ng/ml)响应血糖水平(红色曲线，左轴，mmol/L)的升高而释放。在患者#42中，血糖水平升高，但在整个测试过程中C肽水平非常低。

        2. SARS-CoV-2可在COVID-19患者的胰腺中检测到

        ACE2、CD147、neuropilin-1和TMPRSS2是SARS-CoV-2的受体。为探索SARS-CoV-2可能直接感染胰腺细胞的可能性，我们首先检测了胰腺尸检样本中SARS-CoV-2受体的表达。如图2所示，ACE2、CD147和TMPRSS2在胰腺细胞膜上广泛表达。NKX6.1a作为胰腺β细胞的关键调节因子，仅在胰岛中检测到，而neuropilin-1在胰岛中表达较弱。胰腺组织和胰岛中SARS-CoV-2受体的表达表明胰岛可能对SARS-CoV-2感染敏感。

        免疫组化检测COVID患者以及非COVID患者胰腺标本中SARS-CoV-2的受体。如图3所示，ACE2和CD147主要在胰岛表达。而SARS-CoV-2刺突蛋白广泛分布在COVID-19患者的胰腺实质中，但在非COVID-19患者对照样本中不表达。我们应用FISH检测SARS-CoV-2 RNA，仅在COVID-19患者的胰腺细胞细胞质中检测到阳性荧光信号，但在非COVID-19患者中未检测到。

        透射电子显微镜直接观察到胰腺中的细胞损伤和病毒样颗粒(图 4)，在自噬溶酶体中可以看到少量的圆形结构，符合病毒样颗粒特征。总的来说，这些数据表明SARS-CoV-2可能直接感染胰岛细胞。

        图2 胰腺样本中SARS-CoV-2受体蛋白的免疫荧光

        SARS-CoV-2受体ACE2(黄色)、CD147(洋红色)、neuropilin-1(红色)和TMPRSS2(白色)和胰腺β细胞标记NKX6.1a(绿色)。比例尺，50 μm。

        图3 SARS-CoV-2在COVID-19患者胰腺中的表达

        (AB)SARS-CoV-2受体ACE2和CD147在胰腺中广泛表达。在非COVID-19对照患者中，ACE2在外分泌腺中的表达较高，而CD147则均匀表达。在COVID-19患者中，ACE2和CD147在内分泌腺中的表达较高。(C)SARS-CoV-2刺突抗体染色在COVID-19患者的样本中显示出弥漫性阳性信号(棕色)，但在非COVID-19对照中则没有。(D)SARS-CoV-2核酸探针在COVID-19患者的胰腺细胞细胞质中显示阳性染色(红色颗粒)，但在非COVID-19对照的细胞质中没有。

        图4 胰腺样本的电镜照片

        黑色(▴)表示细胞膜破裂。红色(▴)表示自噬溶酶体(ASS)中的病毒样颗粒。M，线粒体;N，核;Nu，核仁;RER，粗面内质网;SG，分泌颗粒。

        3. COVID-19患者胰腺中胰岛功能相关分子的表达改变

        许多分子参与胰岛功能和188bet在线平台网址 的发展，包括CD36、葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)、胰岛素受体底物(IRS)1、IRS2、胰腺和十二指肠同源框1(PDX1)和过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG))。如图5，COVID-19患者如果胰腺中没有SARS-CoV-2病毒(SARS-CoV-2阴性)，CD36、GLUT2、IRS2和PDX1广泛分布于胰腺、浆液性腺泡、导管(外分泌腺)和胰岛(内分泌腺)。PPARG主要在胰岛中表达，而IRS1几乎检测不到。而胰腺中表达SARS-CoV-2病毒(SARS-CoV-2阳性)的患者中，在胰岛中主要检测到CD36、GLUT2、IRS1、IRS2、PDX1和PPARG。CD36、IRS1和PDX1在外分泌腺中有微弱的表达。值得注意的是，CD36在胰腺SARS-CoV-2阳性的COVID-19患者的胰腺间质组织的小血管系统中异常表达。总之，在SARS-CoV-2感染后，胰腺中CD36、GLUT2、IRS1、IRS2、PDX1和PPARG的表达发生了改变，意味着COVID-19患者的胰岛功能可能受到损害。

        图5 COVID-19患者的胰岛功能相关分子的表达

        (A)CD36、(B)GLUT2、(C)IRS1、(D)IRS2、(E)PDX1和(F)PPARG的免疫组化结果。COVID-19患者胰腺中没有SARS-CoV-2病毒(SARS-CoV-2阴性)，CD36、GLUT2、IRS2和PDX1广泛分布于胰腺浆液性腺泡、导管(外分泌腺)和胰岛(内分泌腺);PPARG主要在小岛;几乎没有检测到IRS1。在胰腺中伴有SARS-CoV-2病毒的COVID-19患者(SARS-CoV-2阳性)中，主要在胰岛中检测到CD36、GLUT2、IRS1、IRS2、PDX1和PPARG。CD36也存在于胰腺间质组织的小血管系统中。

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        总结与展望

        综上，本研究初步发现，在SARS-CoV-2感染患者的胰腺中存在SARS-CoV-2，而COVID-19患者可出现胰岛功能受损，提示SARS-CoV-2感染可能导致糖代谢异常甚至188bet在线平台网址 。

        SARS-CoV-2病毒样颗粒主要存在于感染腺泡细胞的自噬溶酶体中，表明自噬可能参与了胰腺的SARS-CoV-2感染。事实上，SARS-CoV-2感染可能会导致自噬体的积累[3]。自噬在胰腺SARS-CoV-2感染中的机制和潜在作用需要进一步研究。SARS-CoV-2感染后，与胰岛β细胞功能密切相关的分子的改变表明SARS-CoV-2感染可能直接或间接改变胰岛功能。多个研究表明SARS-CoV-2可能诱发高血糖症[4]和新发胰岛素抵抗[5]的现象，但具体机制需要进一步探讨，比如高血糖以及胰岛素抵抗在新冠康复后是否依然存在，持续多久，这些都是需要进一步随访的。

        该项研究也有一定局限性，首先是2020年初，武汉地区新冠疫情很快得到控制，缺少大样本的研究;其次，OGTT中缺乏同期的非COVID-19患者对照(限于当时的武汉疫情管控政策);第三，胰腺标本较少(新鲜胰腺标本难以获取以及疫情很快控制后死亡病例大幅度减少)，无法将相关分子表达量与病情严重程度进行进一步分析。

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        致 谢

        本研究得到了江苏省重点研发计划(BE2020616)和中国科技部基金(2020YFC0844700)的资助。共同作者还包括武汉市第一医院检验科胡必成主任、武汉市金银潭医院检验科项杰主任、湖北崇新司法鉴定中心屈国强主任、江苏省人民医院内分泌科龚颖芸博士、呼吸与危重症医学科王正霞博士、周廉政硕士、陈雪琴硕士和马元博士，也包括江苏省人民医院支援武汉医疗队的吴超杰医师、丁文秋医师、尹志强教授以及其他多名医疗队员，这里一并感谢!也感谢江苏省人民医院呼吸与危重症医学科的殷凯生教授、姚欣教授以及南京医科大学第二附属医院呼吸与危重症医学科的冯旰珠教授等多位专家的指导与帮助!

        参考文献

        1. Yang JK, Lin SS, Ji XJ, et al. Binding of SARS coronavirus to its receptor damages islets and causes acute diabetes. Acta Diabetol. 2010 Sep;47(3):193-9.

        2. Ji N, Zhang M, Ren L, et al. SARS-CoV-2 in the pancreas and the impaired islet function in COVID-19 patients. Emerg Microbes Infect. 2022 Dec;11(1):1115-1125.

        3. Shojaei S, Suresh M, Klionsky DJ, Labouta HI, Ghavami S. Autophagy and SARS-CoV-2 infection: Apossible smart targeting of the autophagy pathway. 2020;11(1):805-10.

        4. Wan L, Gao Q, Deng Y, et al. GP73 is a glucogenic hormone contributing to SARS-CoV-2-induced hyperglycemia. 2022;4(1):29-43.

        5. He X, Liu C, Peng J, et al. COVID-19 induces new-onset insulin resistance and lipid metabolic dysregulation via regulation of secreted metabolic factors. 2021;6(1):427.