感染SARS-CoV-2能够引起不同程度的COVID-19疾病，重症可至肺炎和急性呼吸窘迫综合征，而轻症则仅有上呼吸道症状或无症状，这也一定程度上说明了上呼吸道一般是病毒感染的初始部位，一部分人能够将病毒病理基本控制在鼻腔和口咽组织内。而目前人类鼻咽部的哪些细胞类型是SARS-CoV-2感染的主要靶点，以及感染如何影响呼吸道上皮的细胞组织还仍未完全阐明。
2021年2月21日，哈佛医学院波士顿儿童医院在bioRxiv上上传了一项研究，作者利用35名从轻症到重症等广泛疾病状态的COVID-19患者鼻咽样本、以及23名未诊断COVID-19的健康人的鼻咽样本，收集活性细胞进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），并同时对宿主和病毒RNA进行了定性。结果发现，感染SARS-CoV-2后，上呼吸道上皮发生大规模变化，包括分泌细胞多样化以及扩增、成熟的上皮细胞倾向于消失。此外，作者还观察到脱体细胞和未成熟的纤毛细胞扩增的证据，可能代表了丢失的纤毛细胞通过耦合的分泌细胞分化积极再增殖。来自轻中症COVID-19患者的上皮细胞显示出与抗病毒和I型干扰素反应相关基因的广泛诱导。相比之下，来自重症的下呼吸道症状患者的细胞在其抗病毒能力方面出现了沉默现象，尽管局部炎症髓系细胞群和同等的鼻腔病毒负荷大大增加。这也表明了内源性局部的上皮免疫在控制病毒诱导的病理中的重要作用。
进一步，作者还表征了细胞相关的SARS-CoV-2 RNA，并表征了罕见的细胞与能够强烈提示活性复制的RNA中间物。在个体内部和个体与个体之间，作者发现SARS-CoV-2 RNA+ 宿主细胞具有显著的多样性和异质性，包括发育/未成熟和干扰素反应的纤毛细胞、KRT13+"山丘"样细胞，以及独特的分泌细胞、小叶细胞和鳞状细胞亚群。最后，与未感染的旁观者细胞相比，SARS-CoV-2 RNA+细胞富集了参与感染易感性（如CTSL、TMPRSS2）或反应（如MX1、IFITM3、EIF2AK2）的基因。以上所有数据共同定义了对SARS-CoV-2的保护性和有害的宿主反应，并确定了感染的直接病毒靶点，重要的是，表明了鼻粘膜中受损的抗病毒上皮免疫可能是使疾病进展到重症COVID-19的病理基础。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.20.431155v1
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