自SARS-CoV-2病毒引发COVID-19大流行以来，科学家们一直在探索其与其他冠状病毒相比的独特长期影响。费城儿童医院（CHOP）与COVID-19国际研究小组（COV-IRT）带领的多机构研究联盟最新发现，这一病毒对细胞内动力室——线粒体的基因产生负面影响，导致肺部以外的多个器官出现功能障碍。这些重要发现刊登在《科学转化医学》（Science Translational Medicine）杂志上，为制定COVID-19新型治疗策略开辟了道路。
线粒体分布在人体每个细胞中，负责能量生成。线粒体的基因位于核DNA和线粒体DNA（mtDNA）中。此前的研究显示，SARS-CoV-2蛋白可以与宿主细胞内的线粒体蛋白结合，有可能导致线粒体功能障碍。为深入探究SARS-CoV-2对线粒体的影响，CHOP的线粒体和表观基因组医学中心（CMEM）研究人员与COV-IRT团队合作，分析了受影响患者的鼻咽组织、尸检组织以及动物模型中的线粒体基因表达。
CHOP CMEM博士后研究员Joseph Guarnieri博士是研究的第一作者，他表示：“人体患者的组织样本使我们得以观察到线粒体基因表达在疾病起始和发展过程中所受到的影响，而动物模型则填补了这一观察的时间变化空白。”
研究发现，在尸检组织中，肺部线粒体基因表达已得到恢复，但心脏、肾脏和肝脏的线粒体功能仍然受到抑制。动物模型研究表明，在肺部病毒量达到高峰时，虽然大脑中未检测到SARS-CoV-2，但小脑的线粒体基因表达受到抑制。其他动物模型显示，SARS-CoV-2感染中期，肺部线粒体功能开始恢复。
综合分析显示，初期感染的宿主细胞反应主要涉及肺部，但随着时间推移，肺部线粒体功能恢复，而其他器官，尤其是心脏，线粒体功能仍然受损。共同第一作者、CHOP CMEM主任道格拉斯-华莱士（Douglas C. Wallace）博士指出：“这项研究为我们提供了有力证据，不应将COVID-19仅视为上呼吸道疾病，而应将其看作是影响多个器官的全身性疾病。我们观察到肺部以外器官持续的功能障碍，表明线粒体功能障碍可能会对这些患者的内脏器官造成长期损害。”
尽管未来研究将关注全身免疫和炎症反应对患者病情严重程度的影响，研究团队已在人体组织样本中发现了一个潜在的治疗靶点，即微RNA 2392（miR-2392）。COV-IRT创始人兼总裁Afshin Beheshti博士解释道：“在感染SARS-CoV-2的患者血液中，这种microRNA上调，这与我们的预期不符。中和这种microRNA可能会抑制病毒复制，为可能出现与该疾病相关的更严重并发症的患者提供另一治疗选择。”
盖茨基金会最近资助了华莱士博士和CMEM的研究，以探究世界人口中的mtDNA变异如何影响线粒体功能，从而影响个体对SARS-CoV-2的敏感性。华莱士博士认为，SARS-CoV-2对线粒体功能的明显影响证实了线粒体功能的个体差异可能是影响COVID-19严重程度的一个因素。
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