流感病毒是一种严重威胁人类健康的病毒,能够导致季节性流感以及爆发性的流感大流行。高致病性禽流感病毒(HPAI,highlypathogenic avian influenza)通常只在鸟类之间传播,但偶尔也感染人类并导致非常严重的呼吸系统疾病,如急性肺损伤(ALI,acute lung injury)。根据世界卫生组织的统计,截至2018年底,共确诊860名H5N1感染者,死亡率高达52.79%。面对HPAI的威胁,以及有限的药物及治疗方法,我们重点研究了 HPAI的致病机制及潜在治疗药物。老药新用是一种开发药物的经济的方法。为了研究改善HPAI H5N1诱导的ALI的有效药物,我们基于全基因组RNAi和高通量转录组测序探索了老药新用的筛选策略。首先,我们在A549肺上皮细胞中对19,424个基因进行了 RNAi筛选,检测了基因敲减对H5N1感染导致的细胞死亡的影响。我们共筛选出1,137个敲减后细胞活力显著变化大于20%的宿主基因,并将这些宿主基因与DrugBank数据库药物靶点进行比对。我们检测了其中104种市售药物(靶向65个药物靶基因)对H5N1感染后细胞活力的改善作用,发现28种药物可显著提高A549细胞感染H5N1后的细胞活力。在H5N1诱导的小鼠ALI模型中,我们测试了其中几种药物的药效。抗癌药夫拉平度显著降低了 H5N1感染小鼠肺组织中的白细胞浸润和肺损伤评分,改善了感染小鼠肺组织水肿,并提高了感染H5N1的小鼠的存活率。这些结果表明除了已证实的适应症外,夫拉平度也是应对潜在的H5N1流行病的新疗法。除此之外,我们还用基于高通量转录组测序的老药新用方法,确定了几种可用作治疗H5N1感染的潜在药物。通过使用高通量转录组测序,我们鉴定出H5N1病毒感染后在A549细胞中显著变化的1,233种功能差异表达基因。在这些候选基因中,有79个药物靶点(对应于59种已批准的药物)与DrugBank靶点数据库重叠。我们检测了 41种批准上市的小分子药物,22种药物显著降低了 H5N1感染介导的A549细胞死亡。在H5N1感染小鼠模型中,我们测试了 15种在感染前和感染后给药都能保护A549细胞死亡的药物。结果显示,阿米替林盐酸(抗抑郁药),黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD;维生素B2缺乏症的眼科药),阿扎胞苷(抗肿瘤药)和骨化三醇(维生素D的活性形式)可显著减轻ALI。所有四种药物在肺组织病理上,均显著降低了小鼠感染H5N1病毒后的浸润细胞数及肺损伤评分,改善了小鼠肺水肿,并显著提高了 H5N1病毒感染后的小鼠存活率。我们的研究不仅发现了针对H5N1流感病毒引起的肺损伤的新型潜在疗法,而且还提供了高效且经济的老药新用筛选方法以广泛用于预防和治疗其他疾病。最近爆发了一场新型冠状病毒(2019-nCoV,也称为SARS-CoV-2)引起的肺炎,它从中国武汉开始并迅速传播到全球200多个国家或地区。2020年3月11日,世界卫生组织宣布它为一种新的全球大流行病毒。本文中,我们介绍了深圳三院12位患者的血浆细胞因子表达谱及血管紧张素Ⅱ表达情况。与健康个体相比,在检测的48种细胞因子中,新冠肺炎重症患者血浆有38种显著升高。十七种细胞因子水平与SARS-CoV-2病毒载量相关。IL-1α、IL-2、IL-4、IL-7、IL-10、IL-12、IL-17、IP-10、HGF、IL-1ra、M-CSF、G-CSF、IFN-α2、IFN-γ和PDGF-BB十五种细胞因子水平与肺损伤Murray评分密切相关,并且接受者操作特征曲线的曲线下面积表明,可以根据这些因子预测新冠肺炎的疾病严重程度。此外,新冠肺炎患者血浆血管紧张素Ⅱ水平显著升高,并且与病毒滴度和肺损伤程度线性相关。我们的结果表明了 SARS-CoV-2感染可引发多种细胞因子及血管紧张素Ⅱ的广泛变化,其中一些可能是SARS-CoV-2感染疾病严重程度的潜在生物标志物。这些发现促进了我们对这种正在发生且仍在发展中的疾病的免疫病理机制的理解。同时,我们的结果提示,细胞因子的调节剂和血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂药物可能在抵抗疾病中发挥治疗作用。