为什么冬天容易生病？怪你的鼻子

在人类鼻子的范围内，一层粘液粘液围绕着细小的​​毛发和细胞。虽然这种软泥看起来很恶心，但它充满了免疫系统的重要成分。毕竟，“鼻子前部是与外界接触的第一个区域，”马萨诸塞州眼耳医院的耳鼻喉科医生本杰明·布莱尔 (Benjamin Bleier) 说。

这种珍贵的粘液含有微小的细胞外囊泡——纳米大小的脂质球体——可能对对抗引起普通感冒的病毒至关重要。在最近发表在 《过敏与临床免疫学杂志》上的工作中，布莱尔和东北大学的化学家曼苏尔·阿米吉确定，在病毒感染期间，鼻子中的细胞会释放出一大群这样的囊泡来抵抗病原体。至关重要的是，科学家们发现，在较低的温度下，这种抗病毒药物的释放会受到损害——这可以解释为什么感冒和其他上呼吸道感染 在冬季变得更加普遍 。

Amiji 说，细胞外囊泡由体内所有细胞分泌。这些小团块可能含有 RNA 或其他信号分子，并且在其表面布满了受体。因为它们是如此多样，所以它们可以用于多种目的——从充当小使者，或者在这种情况下，作为身体自动免疫反应的一部分。Amiji 将它们比作“细胞发出的推文，以通知其他细胞它们应该做什么”。

科学家们对从鼻壁释放的囊泡特别感兴趣，因为它们通常代表抵御有害病毒的第一道防线：它们既可以捕获它们，也可以释放分子来攻击它们。“这些囊泡实际上从细胞中分泌出来并进入粘液层——远离组织本身的表面——以保护我们，”Amiji 说。

对于这项新研究，科学家们首先想看看当上皮细胞被引入类似病毒的挑战时会发生什么。他们在培养皿中使用人类鼻腔细胞，添加了一种物质，可以激活一种常见的免疫受体 TLR3。这种受体被上调，或像警钟一样开启，以响应多种病毒，包括引起感冒的鼻病毒。 

为了弄清楚有多少囊泡被分泌以响应这种刺激，科学家们收集了细胞浸入的介质，然后使用离心机提取囊泡。当细胞遇到这种病毒模拟物时，分泌物会显着增加。“我们看到了这种‘群体效应’——创造了一种几乎像洪水一样的机制来解除病原体的武装，”阿米吉说。

对于下一步，科学家们想看看这些囊泡在阻止感染方面的效果如何。他们将 TLR3 刺激的囊泡与暴露于三种不同类型病毒的人类鼻腔细胞一起孵育：一种冠状病毒和两种鼻病毒。与仅包含细胞的对照培养皿相比，将这些囊泡添加到细胞中可显着减少病毒 mRNA 的复制。冠状病毒自我复制的频率降低了 38%，两种鼻病毒的复制频率分别降低了 73% 和 62%。这是免疫系统的胜利——病毒自我复制的频率越低，它实际感染细胞的机会就越小。

此外，科学家们还发现，受刺激的囊泡含有更多的 microRNA（小链 RNA），此前已知它们具有抗病毒活性。

最后，科学家们想了解微小的温度变化如何影响分泌囊泡的质量和数量。为了创建基于培养皿的人鼻模拟物，他们使用了从一些患者鼻子中提取的小块粘膜组织，并将这些小组织（称为外植体）放入细胞培养物中。然后他们将温度从 37 摄氏度降低到 32 摄氏度，刺激组织上调 TLR3，并收集分泌的囊泡。

他们发现，寒冷导致组织分泌囊泡的能力下降了 42%，而这些囊泡中能够让它们结合并中和病毒的受体减少了 77%。“即使在 5 度下降 15 分钟的情况下，也会产生非常大的差异，”Amiji 说。 

宾夕法尼亚大学的耳鼻喉科医生诺姆·科恩 (Noam Cohen) 表示，这项工作揭示了病毒如何在寒冷天气更容易传播的机制。（Cohen 与这项工作无关，但曾在 Bleier 还是一名医学生时指导过他。）“这篇论文证明的是，病毒虽然非常简单，但却非常狡猾，”他说。“他们优化了较低的温度以进行复制。”