文獻解讀
文獻解讀|CDD Press 出院后 6 個月 COVID-19 幸存者的血漿蛋白質組學和代謝組學特征
2019冠狀病毒(COVID-19)目前已在全球大流行。本次研究表明,相當比例的COVID-19患者出院后體內仍會發生系統性的一些病變。作者使用蛋白質組學和代謝組學方法分析了健康受試者和COVID-19患者出院6個月后的血漿樣本,通過將兩者間差異表達的蛋白和代謝物進行GO和KEGG代謝通路富集分析。發現在接受評估的患者中,41%的COVID-19幸存者報告了至少一種臨床癥狀,血漿蛋白質組學和代謝組學分析顯示,COVID-19與健康對照組相比,出現了不同程度的各種代謝異常。因此,新冠肺炎幸存者的恢復期可能會更長。
該論文于2022年3月14日,由天津大學海河醫院呼吸內科李宏偉在 Cell Death & Disease(IF8.469)期刊發表,其題目為Plasma proteomic and metabolomic characterization of COVID- 19 survivors 6 months.
研究材料
30名健康受試者和54名COVID-19患者出院6個月后的血漿樣本,其中包括30名非重癥患者和24名重癥患者。
技術方法
代謝組學,蛋白質組學等
研究結果
蛋白質組學和代謝組學分析幸存者出院6個月后血漿樣品
作者使用DIA蛋白質組學和靶向代謝組學方法分析了84個個體的血漿??偟膩碚f,通過化合物文庫搜索定量了1019個蛋白,鑒定了1091個代謝物。作者發現,COVID-19患者中嚴重幸存者與非嚴重幸存者的差異不顯著。代謝組分析還顯示,COVID-19存活組與健康組之間差異明顯,非重癥組與重癥組之間差異較小。最終作者鑒定得到了272個差異表達蛋白,并且這些差異表達蛋白主要涉及與細胞外基質(ECM)、免疫反應和止血相關的生物過程。而通過代謝組學鑒定得到了135種差異代謝物,主要包括甘油、氧化脂類、甘油磷脂和氨基酸及其代謝物。



脂質代謝改變和免疫反應紊亂
既往研究表明,COVID-19患者的免疫反應和止血與病理過程相關,作者通過研究發現,與健康對照組相比,COVID-19幸存者的NRP1水平更高。白三烯B4 (LTB4)和前列腺素E2 (PGE2)均來自花生四烯酸,并已被證明影響抗病毒免疫反應。作者分析發現,COVID-19幸存者中LTB4表達下調,PGE2表達上調。同時多種與免疫反應有關的不飽和脂肪酸表達水平也發生了改變,比如5-羥基二十碳四烯酸(5-HETE)、12-羥基二十碳四烯酸(12-HETE)和15-氧二十碳四烯酸(15- oxoETE),在COVID-19存活者中水平下調。此外出院6個月后COVID-19患者的甘油三酯(TG)水平明顯高于健康對照組。此外在急性COVID- 19感染患者的蛋白質組學分析中發現APOD和APOM這兩種載脂蛋白水平下降。而APOD缺乏與甘油三酯水平升高有關。在COVID-19幸存者出院6個月后,TGFβ1表達下調,而FN1表達上調。TGFβ1已被發現可以促進成纖維細胞分化為肌成纖維細胞,產生過多的細胞外基質。而FN1在細胞外基質中的過度沉積是肺纖維化的一個主要特征。在COVID-19幸存者中,FN1代謝物的上調可能解釋了在COVID-19患者隨訪過程中殘留的影像異常。


COVID-19嚴重和非嚴重幸存者的不同情況
通過處理蛋白質和代謝豐度矩陣,作者得到了6個聚類,但是只選取了2個聚類進行了分析,對其中一個聚類分析發現(該聚類共包含131個蛋白,包含在P1蛋白集和152個代謝產物,包含在M1代謝集),對他們進行功能和途徑富集分析。GO和KEGG富集分析發現,這些蛋白在胞外調節、損傷反應、細胞底物粘附調節、凝血陽性調節等過程中發揮主要作用。分層聚類結果顯示,在M1代謝物豐度較高的集合中,基于多種成分,包括甘油酯(GL)、GP、糖脂(SL)、有機酸及其衍生物,有明顯的群體分化。而另一個聚類包括那些表達水平顯著下調的物質(共包含135個P2蛋白集和20個M2代謝物集M2),GO和KEGG富集分析顯示,這些蛋白在傷口愈合、細胞粘附和血小板活化、信號轉導和聚集等方面發揮重要作用。此外,作者發現M2代謝物集中的代謝物表達量較低,主要包括核苷酸及其代謝物(7個化合物)、GP(5個化合物)、肉堿(3個化合物),其在嚴重組中表達量較低。
總結
目前的研究結果表明,COVID- 19幸存者在出院6個月后表現出持續的蛋白質組和代謝組異常。因此,新冠肺炎幸存者的恢復期可能會更長。
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