作者：冯磊 北京积水潭医院

胆碱能系统被认为是新冠肺炎诱导的高细胞因子血症的潜在调节剂。我们研究了胆碱能系统成员的全血表达，并将其与新冠肺炎严重程度相关联。本非介入性研究包括确诊SARS-CoV-2感染的患者和健康年龄匹配的对照组。在症状发作后9-11天抽取全血样本，测定外周血白细胞表型、细胞因子测定、RNA表达和血浆病毒载量。此外，测定了天然α-7烟碱亚基及其负显性重复（CHRFAM7A）、胆碱乙酰转移酶和乙酰胆碱酯酶（AchE）的全血表达。纳入37名新冠肺炎患者（10名中度、11名重度和16名危重病患者）和14名对照组。与对照组相比，重症新冠肺炎患者CHRFAM7A的表达显著降低。不表达CHRFAM7A的新冠肺炎患者CRP水平较高，肺部病变范围更广，淋巴减少更明显。无CHRFAM7A表达的新冠肺炎患者的全血TNF通路表达也增加。AchE也在30名新冠肺炎患者和所有对照组中表达。新型冠状病毒肺炎诱导的高细胞因子血症与促炎性显性阴性复制品CHRFAM7A表达降低有关。在用尼古丁靶向新冠肺炎的胆碱能系统之前，可以考虑这种重复的表达。
（新冠肺炎）具有临床异质性的特点，其严重程度从无症状患者到严重威胁生命的疾病。严重和危重的新冠肺炎的特征是急性呼吸窘迫综合征（ARDS），由加重的炎症反应驱动，可导致多器官衰竭和死亡。这种高细胞运动症最初被称为“细胞因子风暴”，与高水平的循环肿瘤坏死因子（TNF）和白细胞介素-6（IL-6）、严重的外周血淋巴细胞减少症和肺内单核细胞的化学吸引有关。总之，这种不平衡的炎症反应是组织损伤和疾病严重程度的原因。
新冠肺炎过度炎症的病理生理学涉及多种调节机制。其中，胆碱能系统的作用被认为是一种反调节机制。这首先是根据对新冠肺炎症状患者中一小部分吸烟者的观察提出的，这表明尼古丁在新冠肺炎中具有潜在的保护作用。自2000年代初以来，动物和实验模型表明胆碱能系统和副交感迷走神经减少了细胞因子的产生。这一现象涉及乙酰胆碱（Ach）与乙酰胆碱受体7型（α7nAChR）的结合，乙酰胆碱受体是在巨噬细胞上表达的烟碱受体之一。Ach（或尼古丁）与α7nAChR8,9,10的结合抑制NF-κB通路的激活和促炎细胞因子（尤其是TNF、IL-1β、IL-6和IL-18）的产生。因此，这种胆碱能抗炎途径（CAP）是慢性炎症疾病的神经免疫靶点。一些作者提出，通过激活α7nAChR激活胆碱能系统，使用迷走神经电刺激或外源性α7nAChR配体暴露（如尼古丁或药理化合物）可以代表创新的治疗策略，以限制新冠肺炎诱导的高细胞因子血症。然而，迄今为止，虽然正在评估新冠肺炎患者的胆碱能系统操作，但关于新冠肺炎期间胆碱能系统的表达和调节的数据很少，并且仅限于呼吸道上皮细胞的感染性，因为尼古丁可以通过α7nAChR机制促进SARS-CoV-2的细胞进入。在针对新冠肺炎患者的胆碱能系统之前，确定新冠肺炎患者胆碱能系统成分的表达至关重要。
因此，我们旨在研究胆碱能系统成员的全血表达，并通过对新冠肺炎健康年龄匹配对照组21患者的综合免疫分析，将其与新冠肺炎严重程度和细胞因子表达相关联。
纳入37名SARS-CoV-2感染患者和14名健康对照（HC）（表1）。与中度新冠肺炎患者或对照组相比，重度新冠肺炎患者年龄较大，合并高血压、糖尿病和/或心血管疾病的患者较多。此外，CRP水平和病毒载量随着疾病的严重程度而增加，而淋巴细胞计数则减少。只有一名新冠肺炎患者是积极吸烟者。在中位持续时间为10天（四分位间距为9至11天）后，在通常的高细胞运动状态下进行血液取样。
由于观测数据表明胆碱能系统可能参与了新冠肺炎相关的高细胞因子血症和炎症反应，我们研究了新冠肺炎Ach/α7nAChR通路主要标记物的全血表达。
我们发现新冠肺炎患者CHRFAM7A表达降低，而大多数对照组表达显性阴性的CHRFAM7重复。此外，这种下降与感染的疾病严重程度有关。新冠肺炎患者CHRFAM7A表达缺失与一些炎症生物标志物增加和新冠肺炎严重程度（淋巴减少、CRP升高、血浆病毒载量升高）、肺部病变范围扩大以及TNF信号通路基因表达增强有关。这些结果表明，在COVID19相关的高细胞运动症期间，促炎性复制CHRFAM7A的减少可以作为抵消不适当炎症反应的补偿过程。这也可以解释为什么TNF水平与对照组CHRFAM7A呈正相关，而与新冠肺炎患者无关。这种相关性的丧失可能是炎症期间胆碱能系统控制失调的结果。如热图分析所示，中度和重度新冠肺炎患者CHFRAM7A表达缺失与TNF信号通路增加之间存在关联，而重症患者则不存在关联。如果我们假设CHRFAM7A的减少或缺失是一种使产生的ACh更有效的补偿机制，那么在过度严重的患者中可能会超过这种机制。当然，我们不能建立因果关系或确认表达的补偿方面，因为在一个时间点每个患者只有一个样本可用。需要进行纵向分析，以充分了解新冠肺炎期间胆碱能系统的调节。另一种解释可能是CHRFAM7A表达固有减少或缺失的患者发生症状性严重新冠肺炎的风险更高。
此外，我们发现几乎所有对照组和患者都表达AchE。AchE的酶活性可能对新冠肺炎患者在操作胆碱能系统之前进行评估很重要。我们没有发现天然Chrna7亚基的任何显著表达，这并不令人惊讶，因为天然Chrna1亚基的表达主要存在于神经元系统和驻留细胞中，而在非神经元系统中则少得多，尤其是在循环细胞中。在全血RNA中也无法检测到ChAT表达，这可能是因为我们分析了全血表达，而不是细胞分选后的特异性表达，所以采用了检测方法。