Besides respiratory symptoms, diarrhea is one of the other commonly observed disease manifestations in patients with COVID-19. Zang et al. used organoid cultures of epithelial lining cells from human small and large intestine as an in vitro model system to study SARS-CoV-2 entry and replication in enterocytes. Mature enterocytes expressing the highest levels of the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) viral receptor were susceptible to productive infection. Two related membrane-bound serine proteases, TMPRSS2 and TMPRSS4, enhanced virus entry into enterocytes. While a subset of patients with COVID-19 shed high levels of viral RNA in feces, experiments examining the effect of simulated human colonic fluid on the virus suggest that shed virus is rapidly inactivated during transit through the colon, strongly suppressing the potential for further spread of the infection through a fecal-oral route.
Abstract
Gastrointestinal symptoms and fecal shedding of SARS-CoV-2 RNA are frequently observed in COVID-19. However, it is unclear whether SARS-CoV-2 replicates in the human intestine and contributes to possible fecal-oral transmission. Here, we report productive infection of SARS-CoV-2 in ACE2+ mature enterocytes in human small intestinal enteroids. Expression of two mucosa-specific serine proteases, TMPRSS2 and TMPRSS4, facilitated SARS-CoV-2 spike fusogenic activity and promoted virus entry into host cells. We also demonstrate that viruses released into the intestinal lumen were inactivated by simulated human colonic fluid, and infectious virus was not recovered from the stool specimens of patients with COVID-19. Our results highlight the intestine as a potential site of SARS-CoV-2 replication, which may contribute to local and systemic illness and overall disease progression.
TMPRSS2とTMPRSS4がヒト小腸腸球のSARS-CoV-2感染を促進（Science Immunology 2020.05.13)
糞-口 コロナウイルス感染拡大の抑制
呼吸器症状の他に、下痢はCOVID-19患者における一般的に観察される疾患症状の一つである。Zangらは、腸細胞におけるSARS-CoV-2の侵入および複製を研究するために、ヒト小腸および大腸の上皮細胞のオルガノイド培養をin vitroモデル系として使用した。成熟腸細胞はアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）ウイルス受容体を高度に発現し、増殖性感染しやすかった。2つの関連する膜結合型セリンプロテアーゼ、TMPRSS2およびTMPRSS4は、腸細胞へのウイルスの侵入を促進した。COVID-19患者の一部は糞便中に高レベルのウイルスRNAを排出したが、ヒトの模擬大腸液のウイルスへの影響を調べた実験では、排出されたウイルスは大腸を通過する間に急速に不活化され、糞便-口腔経路を介した感染のさらなる拡大の可能性を強力に抑制していることが示唆された。
（要約）
COVID-19では、消化器症状およびSARS-CoV-2 RNAの糞便への排出が頻繁に確認されている。しかし、SARS-CoV-2がヒトの腸内で複製し、糞便-口腔感染に寄与しているかどうかは不明である。本研究では、ヒト小腸腸管内のACE2+成熟腸細胞でSARS-CoV-2が増殖性感染することを報告した。2つの粘膜特異的セリンプロテアーゼTMPRSS2およびTMPRSS4の発現は、SARS-CoV-2スパイクの融合活性を促進し、宿主細胞へのウイルスの侵入を促進した。また、腸管内腔に放出されたウイルスは、模擬ヒト大腸液によって不活性化され、COVID-19患者の便検体から感染性ウイルスは回収されなかった。腸がSARS-CoV-2の複製の潜在的な部位であることを強調しており、これは局所的および全身的な疾患および全体的な疾患の進行に寄与する可能性がある。
