COVID-19 中风的 ACE2 性别差异 (ACEGENDER)

2019 年 12 月在中国武汉发现一种新型冠状病毒是“严重急性呼吸系统综合症”(SARS-CoV-2) 的病原体，这是一种病毒性肺部感染，缩写为 COVID-19（冠状病毒病 2019）。 到 2020 年 1 月底，这种迅速传播的病毒已经在多个国家感染了超过 100,000 人，导致世界卫生组织宣布“全球紧急状态”[Wu et al 2020]。 COVID-19 的临床表现可以从普通感冒到更严重的肺部疾病，例如在 2002-2003 年的“严重急性呼吸系统综合症”(SARS) 和 2011 年的“中东呼吸系统综合症”(MERS) 中观察到的那些.

与其他 RNA 病毒一样，Sars-Cov2 病毒也表现出一种神经毒力形式，随后会影响中枢神经系统 (CNS) 和周围神经系统 (SNP) 的一些患者 [Baig 等人，2020 年]。

COVID-19 感染患者的神经系统症状分为三类：

1. 基础疾病症状的神经学表现（头痛、头晕、意识障碍、共济失调、癫痫表现和中风）
2. 神经外周起源的症状（味觉减退、嗅觉减退、神经痛）；
3. 骨骼肌损害的症状，常伴有肝肾损害。

关于 COVID-19 感染的第一批数据支持神经系统受累的病例比例可变，在更严重的患者中具有特定表现 [Mao 等人，2020 年]。 根据一些作者的说法，神经系统的参与可能是造成呼吸障碍的部分原因 [Yan-Chao 等人，2020 年]。

应该注意的是，在 SARS-CoV 感染的情况下，在人类 ACE2 表达的小鼠模型中，病毒主要通过嗅球通路进入大脑 [Netland 等人，2008 年]。 脑部入侵是一致致死的，有进一步的证据表明，即使没有肺部受累，脑部接种低剂量病毒也可能是致命的。 动物的死亡与心肺骨髓中心的神经元功能障碍/死亡合理相关，组织病理学图像的特征是大脑中的最小细胞浸润支持跨突触病毒传播的假设。 ACE2 的缺失阻止了动物模型中的严重脑病。 选择性受神经元死亡影响的结构是背侧迷走神经复合体（孤束核、后遗区、迷走神经背侧运动核）。

另一方面，经鼻侵入选择性地干扰丘脑、下丘脑、杏仁核。 一些受影响的原子核在连接中没有解释（例如 耳蜗核）。 神经元丢失的调用机制是细胞因子 (IL-6)“群”的机制。

COVID-19 患者存在 CNS/SNP 和肌肉受累，需要对其进行仔细解读。 报告的嗅觉减退表明鼻部感染途径直接进入中枢神经系统。 该途径可以替代呼吸道和肠道途径，理论上它可能会发生，就像在某些 SARS-COV 病例中一样，主要是神经系统症状。

最近有报道称，在 67% 的患者中观察到了皮质脊髓束损伤的症状 [Helms 等人，2020 年]。

迄今为止收集的流行病学数据表明，男性和女性在临床表现和 SARS-CoV-2 感染方面存在显着差异。 具体而言，根据高等研究所的报告，中国男性死亡率为 73% [Chen 等人，2020 年]，韩国男性死亡率为 59% [韩国传染病学会，2020 年]，意大利男性死亡率为 70%健康（国际空间站）。 此外，死亡率在很大程度上取决于合并症的存在。 事实上，在 45000 名 COVID-19 阳性的中国患者中，死亡率从没有合并症的患者的 0.9% 分别上升到患有心血管疾病、糖尿病和高血压患者的 10.5%、7.3% 和 6.3% [新型冠状病毒肺炎紧急情况应对流行病学小组，2020]。

在意大利，ISS 提供的数据显示，在没有合并症的患者中，死亡率约为 2.1%，而在有一种、两种和三种合并症的患者中，这一比例分别增加到 21.3%、25.9% 和 50.7%。

因此，性别和合并症的存在已被确定为 COVID-19 演变的关键因素。

除了预先存在的合并症（正如已经报道的那样，这些合并症几乎总是存在于严重和致命的 COVID-19 患者中，并且在男性中频率更高），生物机制被认为是造成观察到的性别差异的主要原因。

试图解释所有这些流行病学数据的假设是基于 ACE2 受体表达（血管紧张素转换酶 2）的调节。

ACE2 是一种通过生成血管紧张素 (1-7) 来降解血管紧张素 II 的酶，血管紧张素 (1-7) 对感染、炎症和压力造成的损伤具有保护作用 [Vickers 等人，2002 年； Zisman 等人，2003]。

SARS-CoV-2 病毒通过其表面 S 蛋白（刺突蛋白）与 ACE2 受体结合，降低其表达，从而侵入呼吸系统的靶细胞。

通过这种方式，血管紧张素水平 (1-7) 也会降低，从而导致高血压和肺衰竭增加 [Gurwitz 等人，2020 年]。

因此，在评估患有这些合并症的患者的不同死亡率时，重要的是要考虑那些患有高血压、心脏病或糖尿病的患者中 ACE2 的表达。

此外，性别特异性死亡率可能与 ACE2 表达的调节密切相关。 事实上，雌激素会诱导 ACE2 受体表达增加，这表明至少在育龄妇女中，即使在感染后，这种酶也能够发挥其保护功能，尤其是对肺部。 在男性中，雄性激素似乎在调节细胞酶（如丝氨酸蛋白酶 TMPSSR2）的表达方面发挥致病作用，参与病毒攻击受体后的阶段，即病毒进入，促进病毒的传播感染肺细胞。

ACE2 基因由 X 染色体的一个区域编码，该区域未失活，因此支持了这种蛋白质在女性中表达增加的假设，这些女性将具有免受 COVID-19 感染并发症和死亡的优势。

X 染色体的失活过程包括 DNA 甲基化，因此受甲基化影响的那些基因的表达减少。 通过这种方式，表观遗传机制可以以性别特异性的方式调节 ACE2 的表达，从而确定其水平，从而确定其保护作用。

同样在 ACE2 表达的这种调节环境中，microRNA (miRNA) 的作用可能非常重要。 事实上，ACE2 的非翻译 3' 区 (UTR) 呈现 miRNA miR-200c-3p 的结合序列，已在感染 H5N1 流感病毒的细胞模型中发现该序列高水平表达 [Liu et al, 2017]。

此外，在重症肺炎患者中发现高血浆水平的 miR-200c-3p 而 ACE2 减少表明该 miRNA 在 ACE2 受体表达中的调节作用 [Liu et al, 2017]。

维生素 D 可降低病毒感染的风险，尤其是文献中描述的呼吸道感染风险 [Martineau 等人，2016 年； Gruber-Bzura 等人，2018 年； Gombart 等人，2020 年；格兰特等人，2020]。 事实上，维生素 D 通过减少先天免疫系统为应对病毒感染而诱导的循环细胞因子来提高细胞免疫力 [Huang 等人，2020 年]。

维生素 D 缺乏或缺乏会导致急性呼吸系统综合症，其中死亡率随着年龄和慢性合并症的增加而增加 [Vásárhelyi 等人，2011 年]。 这种维生素是一种激素原，已被证明可通过调节肾素血管紧张素系统成分（包括 ACE 和 ACE2、肾素和血管紧张素 III）的表达来减轻小鼠急性脂多糖诱导的肺损伤 [Xu J, 2017; Tsujino 等人，2019]。 在这两个月中，不同的研究小组强烈建议需要分析维生素 D 水平与 COVID-19 感染之间的相关性 [Tian et al, 2020; Panarese 等人，2020 年；马里克等人，2020]。 维生素 D (25 (OH)D) 的血清浓度会随着年龄的增长而降低，这可能是 COVID-19 感染的决定因素，因为病死率 (CFR) 会随着年龄的增长而增加。

原因包括暴露在阳光下的时间减少，以及由于皮肤中 7-脱氢胆固醇水平降低而导致维生素 D 生成减少 [Siotto 等人，2019 年]。 此外，有人指出，25 (OH)D 缺乏症在老年和肥胖男性（绝经后女性倾向于通过补充维生素 D 来控制水平）中尤为常见，尤其是在冬季和春季，突出了性别差异在 COVID-19 感染中观察到 [La Vignera 等人，2020 年]。

考虑到这种维生素在身体恢复中的重要性 [Siotto 等人，2019]，除了它在肾素血管紧张素系统通路中的作用外，评估中风结局的前 COVID-19 患者的血清水平似乎也很重要入院和康复过程结束时。

总之，最近几个月在世界不同国家/地区收集的流行病学数据表明，性别差异和合并症的存在如何影响 COVID-19 导致的死亡率。 我们的假设是生物因素可能在决定疾病的严重程度方面发挥重要作用，特别是 ACE2 受体可能是性别相关免疫反应差异发展的关键因素。

学习目标

主要目标：

研究在 3 家康复机构住院的具有 NeuroCovid19 结果的患者，尤其是 Covid19 中风结果的患者中，ACE2 调节与性别相关的分子机制。

特别是它们将执行：

• 表观遗传学研究：评估 ACE2 启动子的甲基化水平和 miR-200c-3p 水平。
• 生化分析：评估血管紧张素 II、ACE2 和维生素 D 的血清水平。
• 康复结果与生物标志物（表观遗传和生化）之间的相关性该项目将研究 ACE2 调节与在康复设施住院的 NeuroCOVID-19（中风）患者中风后性别差异相关的分子机制，以及这些变量与这些变量之间的关系康复结果。

如果研究表明存在能够影响康复的分子机制，我们就可以确定更适合患者特征的康复途径。