Skip to main content
Erschienen in: Die Ophthalmologie 7/2020

24.06.2020 | COVID-19 | Leitthema Zur Zeit gratis

Kann SARS-CoV-2 das Auge infizieren? – Ein Überblick über den Rezeptorstatus in okularem Gewebe

verfasst von: Dr. rer. nat. Sven Schnichels, Jens Martin Rohrbach, Tarek Bayyoud, Sebastian Thaler, Focke Ziemssen, José Hurst

Erschienen in: Die Ophthalmologie | Ausgabe 7/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Kann das neue Coronavirus SARS-CoV‑2 okulares Geweben infizieren und damit neben dem Kontaktrisiko ein Infektionsrisiko durch das Gewebe darstellen, ist die Frage, die die Augenheilkunde seit Beginn der Infektion beschäftigt. Um einen bestimmten Gewebetyp zu infizieren, muss jedes Virus seinen bestimmten Rezeptor und manchmal auch Korezeptoren oder andere Proteine vorfinden. Ziel dieser Übersichtsarbeit war es, mithilfe der aktuellen, zugänglichen Literatur (Stand 28.05.2020) den aktuellen Forschungsstatus zusammenzufassen und wiederzugeben. Zum Zeitpunkt der Recherche waren eindeutig ACE2 als Rezeptor und TMPRSS2 als notwendige Protease identifiziert, um die Infektion einer humanen Zelle mit SARS-CoV‑2 zu ermöglichen. Im Auge werden sowohl ACE2 als auch TMPRSS2 exprimiert, wenn auch teilweise sehr schwach und unterschiedlich schwach in verschiedenen Geweben. Beachtenswert ist, dass mit verschiedenen Methoden sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielt wurden. Hierfür kommen mehrere Gründe infrage: zum einen die Methode der Detektion bzw. der Konservierung des Gewebes, zum anderen die möglicherweise unterschiedliche Expression der getesteten Gewebeproben, des Weiteren ein möglicherweise rascher Rezeptorexpressionsverlusts post mortem. Eine Infektion des Auges erscheint daher möglich, worüber auch schon in diversen Publikationen berichtet wurde. Welche Virusmenge bzw. welche Rezeptorexpression notwendig ist, um eine Infektion zu ermöglichen, ist ungeklärt. Aufgrund der geringeren ACE2- und TMPRSS2-Expression ist das Auge – nach aktuellem Wissenstand – aber nicht als Hochrisikogewebe anzusehen. Trotzdem sind entsprechende Schutzmaßnahmen sowohl für das medizinische Personal als auch für die Patienten notwendig. Bei Hornhauttransplantation ist eine Infektion des Spendergewebes mit SARS-Cov‑2 auszuschließen.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Belouzard S, Chu VC, Whittaker GR (2009) Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites. Proc Natl Acad Sci U S A 106(14):5871–5876CrossRef Belouzard S, Chu VC, Whittaker GR (2009) Activation of the SARS coronavirus spike protein via sequential proteolytic cleavage at two distinct sites. Proc Natl Acad Sci U S A 106(14):5871–5876CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Li F (2016) Structure, function, and evolution of Coronavirus spike proteins. Annu Rev Virol 3(1):237–261CrossRef Li F (2016) Structure, function, and evolution of Coronavirus spike proteins. Annu Rev Virol 3(1):237–261CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Zhou P et al (2020) A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 579(7798):270–273CrossRef Zhou P et al (2020) A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 579(7798):270–273CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Letko M, Marzi A, Munster V (2020) Functional assessment of cell entry and receptor usage for SARS-CoV‑2 and other lineage B betacoronaviruses. Nat Microbiol 5(4):562–569CrossRef Letko M, Marzi A, Munster V (2020) Functional assessment of cell entry and receptor usage for SARS-CoV‑2 and other lineage B betacoronaviruses. Nat Microbiol 5(4):562–569CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Yan R et al (2020) Structural basis for the recognition of SARS-CoV‑2 by full-length human ACE2. Science 367(6485):1444–1448CrossRef Yan R et al (2020) Structural basis for the recognition of SARS-CoV‑2 by full-length human ACE2. Science 367(6485):1444–1448CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Lang J et al (2011) Inhibition of SARS pseudovirus cell entry by lactoferrin binding to heparan sulfate proteoglycans. Plos One 6(8):e23710CrossRef Lang J et al (2011) Inhibition of SARS pseudovirus cell entry by lactoferrin binding to heparan sulfate proteoglycans. Plos One 6(8):e23710CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Simmons G et al (2013) Proteolytic activation of the SARS-coronavirus spike protein: cutting enzymes at the cutting edge of antiviral research. Antiviral Res 100(3):605–614CrossRef Simmons G et al (2013) Proteolytic activation of the SARS-coronavirus spike protein: cutting enzymes at the cutting edge of antiviral research. Antiviral Res 100(3):605–614CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Matsuyama S et al (2010) Efficient activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by the transmembrane protease TMPRSS2. J Virol 84(24):12658–12664CrossRef Matsuyama S et al (2010) Efficient activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by the transmembrane protease TMPRSS2. J Virol 84(24):12658–12664CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Bertram S et al (2011) Cleavage and activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by human airway trypsin-like protease. J Virol 85(24):13363–13372CrossRef Bertram S et al (2011) Cleavage and activation of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike protein by human airway trypsin-like protease. J Virol 85(24):13363–13372CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Li W et al (2003) Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature 426(6965):450–454CrossRef Li W et al (2003) Angiotensin-converting enzyme 2 is a functional receptor for the SARS coronavirus. Nature 426(6965):450–454CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Raj VS et al (2013) Dipeptidyl peptidase 4 is a functional receptor for the emerging human coronavirus-EMC. Nature 495(7440):251–254CrossRef Raj VS et al (2013) Dipeptidyl peptidase 4 is a functional receptor for the emerging human coronavirus-EMC. Nature 495(7440):251–254CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Wrapp D et al (2020) Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science 367(6483):1260–1263CrossRef Wrapp D et al (2020) Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science 367(6483):1260–1263CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Shang J et al (2020) Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV‑2. Nature 581(7807):221–224CrossRef Shang J et al (2020) Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV‑2. Nature 581(7807):221–224CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Hoffmann M, Kleine-Weber H, Pohlmann S (2020) A multibasic cleavage site in the spike protein of SARS-coV‑2 is essential for infection of human lung cells. Mol Cell 78(4):779–784e5CrossRef Hoffmann M, Kleine-Weber H, Pohlmann S (2020) A multibasic cleavage site in the spike protein of SARS-coV‑2 is essential for infection of human lung cells. Mol Cell 78(4):779–784e5CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Hoffmann M et al (2020) SARS-CoV‑2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell 181(2):271–280e8CrossRef Hoffmann M et al (2020) SARS-CoV‑2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell 181(2):271–280e8CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Matsuyama S et al (2020) Enhanced isolation of SARS-CoV‑2 by TMPRSS2-expressing cells. Proc Natl Acad Sci U S A 117(13):7001–7003CrossRef Matsuyama S et al (2020) Enhanced isolation of SARS-CoV‑2 by TMPRSS2-expressing cells. Proc Natl Acad Sci U S A 117(13):7001–7003CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Holappa M, Vapaatalo H, Vaajanen A (2017) Many faces of renin-angiotensin system—focus on eye. Open Ophthalmol J 11:122–142CrossRef Holappa M, Vapaatalo H, Vaajanen A (2017) Many faces of renin-angiotensin system—focus on eye. Open Ophthalmol J 11:122–142CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Liu L, Pan X, Shen W, Liu Z, Liu Y et al (2004) Expression of SARS coronavirus S protein functional receptor—Angiotensin-converting enzyme 2 in human cornea and conjunctiva. Chin Opthalmic Res 22:561–564 Liu L, Pan X, Shen W, Liu Z, Liu Y et al (2004) Expression of SARS coronavirus S protein functional receptor—Angiotensin-converting enzyme 2 in human cornea and conjunctiva. Chin Opthalmic Res 22:561–564
22.
Zurück zum Zitat Sun K et al (2020) Atlas of ACE2 gene expression in mammals reveals novel insights in transmisson of SARS-Cov‑2. bioRxiv: p. 2020.03.30.015644CrossRef Sun K et al (2020) Atlas of ACE2 gene expression in mammals reveals novel insights in transmisson of SARS-Cov‑2. bioRxiv: p. 2020.03.30.015644CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Sungnak W et al (2020) SARS-CoV‑2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes. Nat Med 26(5):681–687CrossRef Sungnak W et al (2020) SARS-CoV‑2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes. Nat Med 26(5):681–687CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Xiang M et al (2019) Comparative transcriptome analysis of human conjunctiva between normal and conjunctivochalasis persons by RNA sequencing. Exp Eye Res 184:38–47CrossRef Xiang M et al (2019) Comparative transcriptome analysis of human conjunctiva between normal and conjunctivochalasis persons by RNA sequencing. Exp Eye Res 184:38–47CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Zhang BN et al (2020) Expression analysis of 2019-nCoV related ACE2 and TMPRSS2 in eye tissues. Zhonghua Yan Ke Za Zhi 56:E11PubMed Zhang BN et al (2020) Expression analysis of 2019-nCoV related ACE2 and TMPRSS2 in eye tissues. Zhonghua Yan Ke Za Zhi 56:E11PubMed
27.
Zurück zum Zitat Senanayake P et al (2007) Angiotensin II and its receptor subtypes in the human retina. Invest Ophthalmol Vis Sci 48(7):3301–3311CrossRef Senanayake P et al (2007) Angiotensin II and its receptor subtypes in the human retina. Invest Ophthalmol Vis Sci 48(7):3301–3311CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Tikellis C et al (2004) Identification of angiotensin converting enzyme 2 in the rodent retina. Curr Eye Res 29(6):419–427CrossRef Tikellis C et al (2004) Identification of angiotensin converting enzyme 2 in the rodent retina. Curr Eye Res 29(6):419–427CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Luhtala S et al (2009) Activities of angiotensin-converting enzymes ACE1 and ACE2 and inhibition by bioactive peptides in porcine ocular tissues. J Ocul Pharmacol Ther 25(1):23–28CrossRef Luhtala S et al (2009) Activities of angiotensin-converting enzymes ACE1 and ACE2 and inhibition by bioactive peptides in porcine ocular tissues. J Ocul Pharmacol Ther 25(1):23–28CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Holappa M, Valjakka J, Vaajanen A (2015) Angiotensin(1-7) and ACE2, “the hot spots” of Renin-Angiotensin system, detected in the human aqueous humor. Open Ophthalmol J 9:28–32CrossRef Holappa M, Valjakka J, Vaajanen A (2015) Angiotensin(1-7) and ACE2, “the hot spots” of Renin-Angiotensin system, detected in the human aqueous humor. Open Ophthalmol J 9:28–32CrossRef
Metadaten
Titel
Kann SARS-CoV-2 das Auge infizieren? – Ein Überblick über den Rezeptorstatus in okularem Gewebe
verfasst von
Dr. rer. nat. Sven Schnichels
Jens Martin Rohrbach
Tarek Bayyoud
Sebastian Thaler
Focke Ziemssen
José Hurst
Publikationsdatum
24.06.2020
Verlag
Springer Medizin
Schlagwörter
COVID-19
SARS-CoV-2
Erschienen in
Die Ophthalmologie / Ausgabe 7/2020
Print ISSN: 2731-720X
Elektronische ISSN: 2731-7218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00347-020-01160-z

Weitere Artikel der Ausgabe 7/2020

Die Ophthalmologie 7/2020 Zur Ausgabe

Neu im Fachgebiet Augenheilkunde

Update Augenheilkunde

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.