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吸烟能预防新冠病毒感染?事实可能正相反

用数据说话,有吸烟史的人可能对新冠病毒更易感。在确定易感人群时,建议考虑吸烟史。
 
撰文 | 洪俊贤 徐颖
 
自新型冠状病毒(2019-nCoV)肺炎疫情发生以来,各种荒唐“教导”满天飞,比如“吸烟预防新冠感染”就是一例,这个打2003年SARS时就有过的“谆谆教诲”的变种谣言似乎也深得人心,频频出现在微信群和朋友圈里。有人甚至搬出了钟南山院士的论文为其背书,称“钟南山团队发表重磅论文,吸烟者感染率远低于非烟民”、“烟油覆盖在肺细胞表面相当于一层紧密的防护层,使得病毒无法附着和入侵人体细胞”,说得人民群众一愣一愣的。
 
 
好在虽有不负责任的起哄者,亦有大义凛然的辟谣者(图1)。这不,有人正经八百地做了科学研究,从学理上帮我们拨开云雾见真章。
 
近日,南卡罗莱纳大学研究人员Guoshuai Cai在学术预印本网站Preprints上发表了一篇文章[1],研究人员利用公开的224例患者的肺脏组织样本的基因表达数据,研究了新型冠状病毒的侵入受体ACE2基因在不同人群中的表达水平,尝试从科学的角度回答广大烟民人民群众关注的“吸烟能否预防新冠病毒感染”。不仅如此,人还一并研究了所谓的“病毒感染存在种族歧视”的热门阴谋论。
 
 
研究背景
 
在过去的二十年中,冠状病毒(CoVs)作为致病性病原体曾引起过多次全球性感染事件,包括2003年暴发的非典型性肺炎 (SARS) 、2012年暴发的中东呼吸综合征(MERS)以及最近暴发的新型冠状病毒2019-nCoV。根据对SARS-CoV和MERS-CoV的已有了解,人们知道不同人群对这些病毒的易感性有差异。例如,研究人员通过流行病学研究发现,男性的发病率和死亡率均高于女性。鉴于2019-nCoV也是一种冠状病毒,且与蝙蝠源SARS病毒的同源性较高等原因,我们很容易做出如下推测,即不同人群对2019-nCoV的易感性可能也有所不同。
 
Xu X等人[2]通过计算机建模的方式模拟蛋白质分子间的相互作用,发现SARS-CoV的受体——血管紧张素转化酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)也是新型冠状病毒的潜在入侵受体(图2)。ACE2在人体的肺脏、消化道等部位均具有较高的表达水平。据此,研究人员从受体基因的表达水平出发,试图通过比较在不同种族、年龄、性别和吸烟史人群中病毒受体基因ACE2的表达水平,以确定潜在的易感人群,从而提供更好的预防和治疗策略。
 
若要从患者中收集临床样本进行回顾性研究,在现阶段还远不现实。因此,研究人员选择对已有数据库中不同人群肺癌患者的RNA测序和微阵列数据集的数据进行比较分析,其中高加索人的RNA测序数据集来自于TCGA(注释1)(The Cancer Genome Atlas)数据集,亚洲人的RNA测序数据集(编号:GSE40419)来自于GEO(Gene Expression Omnibus)平台,亚洲人和高加索人的微阵列数据集(编号分别是GSE19804和GSE10072)均来自于GEO平台。这些数据集既包含肺癌组织样本,也包含正常肺组织样本,文中仅对肺癌患者的正常肺组织样本进行分析,包括TCGA数据集中54个高加索人的RNA测序结果,GSE40419数据集中77个亚洲人的RNA测序结果,GSE19804数据集中60个亚洲人的微阵列分析结果(仅包含吸烟者样本),以及GSE10072数据集中33个高加索人的微阵列分析结果。研究人员利用统计软件,使用简单线性回归方法分别检验了ACE2基因表达水平与年龄、性别、种族和吸烟状况这些变量的相关性。此外,研究人员还使用多元线性回归方法检验了ACE2表达与多种因素(年龄、性别、种族、吸烟状况及数据平台)的相关性,并判断各自相关性的显著程度。
 
所谓“没有调查就没有发言权”,下面让我们来看看研究人员通过科学的方法得出的结果吧。
 
吸烟预防新冠病毒?事实可能恰恰相反!
 
先直接给您上结论:吸烟者肺组织中ACE2基因的表达水平明显高于非吸烟者。这就是说,烟民更可能成为新型冠状病毒的易感人群。
 
那么,研究人员是怎么得到这一结论的呢?南卡罗莱纳大学的研究人员选取了四个数据集,但其中有一个数据集(GSE19804)仅含有吸烟者的样品。因此,在这一部分的分析中研究人员仅分别对另外三个数据集中吸烟者与非吸烟者的样本进行了分析,发现在TCGA(54例高加索人的RNA测序数据)和GSE40419(77例亚洲人的RNA测序数据)两个数据集中,吸烟者肺脏中ACE2基因的表达水平显著高于非吸烟者(p值分别为0.05和0.008);在GSE10072数据集(33例高加索人的微阵列数据集)中,吸烟者肺脏中ACE2基因的表达水平同样更高,但其显著性略低(p值=0.18)。研究人员认为这可能是由于该数据集中样本量较少(n=33)、不足以检测出差异导致的。随后,研究人员在多变量分析中用年龄、性别、种族和数据平台等其他因素进行校正后,发现吸烟与ACE2基因的高表达水平依然呈现出显著的相关性(p值=0.008)。
 
值得注意的是,此前中国疾病预防控制中心发布的流行病学数据显示,在新型冠状病毒感染的患者中,男性所占比例更高(在425例中占56%)[3],研究者们认为,吸烟可能是导致这一现象的原因之一。
 
吸烟不能预防新冠病毒,反而可能会提高病毒受体基因的表达水平,导致烟民对病毒更易感。所以,烟民朋友们:吸烟需谨慎,切不可因一时瘾大,危害自身和家人的健康(关于吸烟的危害,详见“ 除了致癌,吸烟/二手烟还给你360度全方位危害 | 无烟日专稿”);更不能受烟贩子的诱导,到处宣扬“吸烟有益”的思想,误人误己。
 
 
病毒是否也存在种族歧视?非也,非也!
 
自2019-nCoV疫情暴发以来,多个科研团队利用生物信息学手段进行了大量的分析,并在发掘潜在易感人群和治疗方法等方面取得了很多成果。其中一项研究分析了不同人种ACE2受体基因的表达水平,提出“与高加索人相比,亚洲人肺组织中ACE2基因的表达水平更高,因而亚洲人对新型冠状病毒更易感”的结论[4]。阴谋论者沸腾了:天呐,这个病毒更偏好亚洲人,估计是美帝改造的专门用来对付我们亚洲人的。实际上,由于这一研究的样本量太少,并不能得出新冠病毒感染存在种族差异这种结论。
 
南卡罗莱纳大学的研究人员选取了几个大型数据集,并对不同种族的样本数据进行了分析,最终得到了不同的结论。在对RNA测序数据集进行分析时,研究人员发现高加索人与亚洲人肺组织的ACE2基因表达水平并无明显差异(p值=0.45);而在对微阵列数据集进行分析时,研究人员发现高加索人的样本中反而观察到了更高水平的ACE2基因的表达(p值=0.03)。
 
鉴于GSE19804 的RNA测序数据集主要包含来源于非吸烟女性的样本,而TCGA数据集则既包括男性和女性,也包括吸烟者和非吸烟者的样本,研究人员们认为这两种数据集分析结果的差异可能是由吸烟史、性别以及其他因素而非种族因素导致的。因此,研究人员对多个独立变量(年龄、性别、种族、吸烟状态和数据平台)进行了多重线性回归分析,最终认为在不同种族群体肺组织中ACE2基因的表达水平并无显著差异。
 
 
性别、年龄vs.新冠:可能关系不大
 
在分析不同种群的数据集中不同年龄段(60岁以上及60岁以下人群)和不同性别人群的肺组织的样本时,研究人员发现ACE2基因的表达也并无显著差异。在校正了年龄/性别、种族、吸烟状况和数据平台等因素后进行多变量分析,结果也表明不同年龄或性别人群的ACE2基因的表达水平之间没有显著差异。此外,研究人员利用GTEx(Genotype-Tissue Expression)项目[5]中的健康肺组织样本进行分析,发现男性和女性样本在ACE2基因的表达上也没有显著性差异。
 
总结与展望
 
现在,咱们一起回过头来给本项研究划个重点:
 
1. 研究人员采用了来自TCGA和GEO数据集中不同人种、性别、年龄和吸烟史的肺癌患者的正常组织样本的RNA测序及微阵列数据进行统计分析;
 
2. 吸烟者肺组织中ACE2基因的表达水平更高,因此可能对于新型冠状病毒更易感;
 
3. 本项研究表明,在不同种族、年龄和性别的人群的肺组织中,ACE2基因的表达水平并无显著差异。
 
 
看到这儿,烟民朋友们也不必过度焦虑,文章提到的“潜在易感”并不是“一定会感染”。此外,研究人员也表示该项研究还存在一些局限性。
 
首先,该项研究中用来分析的样本来自于肺腺癌患者的正常肺组织,而非健康人群,因此这些肺组织可能与健康人的肺组织存在不同之处。尽管这些样本与GTEx项目中健康男性和女性的样本观察起来并没有差别,但还需要对其他因素进行进一步的验证研究。其次,他们的分析是基于块状组织的平均表达水平,而未考虑细胞类型的差异,这可能导致在检测某种特定细胞类型的表达水平时,结果会发生偏差。例如有研究发现在AT2细胞(2型肺泡细胞)中,ACE2的表达水平极高,这可能会对本研究的结论产生影响。最重要的是,目前尚无法确定ACE2是新冠病毒的唯一受体还是主要受体,ACE2的表达水平与吸烟具有相关性差异的原因也尚不清楚。
 
文章作者称,尽管目前掌握的相关知识还比较有限,但由于这项研究表明烟民们对新型冠状病毒可能更易感,因此,作者建议在确定易感人群和标准化治疗方案时,应考虑吸烟史。
 
笔者认为,ACE2表达水平与吸烟的“相关关系”并不等于“因果关系”,具体是何种因素导致这种相关性,还需要研究人员进一步探究和验证。另外,该研究尚缺乏细胞和动物实验的验证。鉴于近期爱断章取义的不明人士太多,我们在这里强调一点,这项研究仅是对不同年龄、种族、性别及吸烟状况的人群中肺组织上的ACE2的基因表达水平进行比较分析,发现吸烟者可能更为易感。但这不代表不同年龄的人的易感性也完全一样,其中可能还存在其他因素影响不同人群的易感性,如肠道菌群、机体的免疫能力等,尚不能妄下定论。
 
结 语
 
疫情当前,我们面对的不仅仅是疾病的挑战,更有对国民科学素养和批判思维的考验。正所谓“病毒疫情随时变,舆论纷纷须明鉴。戴好口罩勤洗手,科学理性在心间。”希望各位看官理性吃瓜。所谓“预防新冠病毒三部曲,吸烟、喝酒和理发”的文章看了一笑而过就行,岂能当真?若是懂点科学常识,会写文,或是会画图,给大家做个科普也行。切莫人言亦言,争做不造谣、不信谣、不传谣的好公民!还请广大人民群众在行动上,做好自身隔离;在思想上,擦亮慧眼、理性思考。咱争取不给前线的医护和科研人员们添乱,也是为国家做贡献了。
 
注释
 
(1)TCGA数据集由美国国立癌症研究所(National Cancer Institute)建立,是目前癌症基因信息资源汇总的老大哥;GEO平台则拥有最大、最全面的公共基因表达数据资源。
 
参考文献
 
[1] Cai, G. Tobacco-Use Disparity in Gene Expression of ACE2, the Receptor of 2019-nCov. Preprints 2020, 2020020051 (doi: 10.20944/preprints202002.0051.v1).
 
[2] Xu X, Chen P, Wang J, et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission. SCIENCE CHINA Life Sciences 2020.
 
[3] Li Q, Guan X, Wu P, et al. Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus-Infected Pneumonia. N Engl J Med 2020.
 
[4] Zhao Y, Zhao Z, Wang Y, Zhou Y, Ma Y, Zuo W. Single-cell RNA expression profiling of ACE2, the putative receptor of Wuhan 2019-nCov. bioRxiv 2020:2020.01.26.919985
 
[5] Consortium GT. The Genotype-Tissue Expression (GTEx) project. Nat Genet 2013;45:580-5.
 
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