重大進展:周溪等首次揭示新冠患者血漿代謝組學及脂質組學的變化

截至目前(4月24日),據約翰·霍普金斯大學發佈的實時統計數據,全球累計新冠肺炎確診病例超過275萬例,病亡人數達19萬。但是,

與COVID-19相關的生理變化還鮮為人知。

2020年4月20日,中科院武漢病毒所,武漢金銀潭醫院,華中科技大學,廈門大學等多單位合作,周溪,尚遊,張定宇,邱洋,林樹海作為共同通訊在National Science Review 在線發表題為“Plasma Metabolomic and Lipidomic Alterations Associated with COVID-19”的研究論文,該研究對一群經歷了不同症狀的COVID-19患者進行了血漿靶向代謝組學和脂質組學分析。發現這些COVID-19患者的代謝物和血脂變化與疾病進程具有明顯的相關性,表明COVID-19的病情發展影響了患者的全身代謝。

重大進展:周溪等首次揭示新冠患者血漿代謝組學及脂質組學的變化


特別是,TCA循環的蘋果酸和尿素循環的氨基甲酸酯磷酸,分別揭示了能量代謝和肝功能障礙的改變。應當指出的是,與輕度患者相比,致命患者的氨基甲酸酯磷酸鹽被顯著下調。更重要的是,不僅由GMP合酶而且由CD39和CD73介導的鳥苷一磷酸(GMP)在健康志願者和COVID-19患者之間以及輕度和致命組之間都發生了顯著變化。另外,在COVID-19患者中觀察到血脂異常。總體而言,已發現代謝紊亂的模式與COVID-19的進展和嚴重程度一致。這項工作提供了與COVID-19相關的血漿生物標誌物和潛在治療靶點的寶貴知識,以及進一步研究COVID-19發病機理的重要資源。


重大進展:周溪等首次揭示新冠患者血漿代謝組學及脂質組學的變化


由於新病例的迅速增加,2019年冠狀病毒病(COVID-19)很快引起了全球關注。新型冠狀病毒感染被認為是從動物傳播的,病原體被鑑定為SARS-CoV-2。到2020年1月,懷疑最初受感染的患者是通過人與人之間的傳播感染了該病毒。自2020年1月以來,該病毒已迅速傳播到中國大部分地區和其他國家。截至目前(4月24日),據約翰·霍普金斯大學發佈的實時統計數據,全球累計新冠肺炎確診病例超過275萬例,病亡人數達19萬。


SARS-CoV-2的主要攻擊器官是下呼吸道,有些患者發展為威脅生命的急性呼吸窘迫綜合徵(ARDS)。此外,還發現或提出了SARS-CoV-2對肝臟,肌肉,胃腸道,淋巴結和心臟的攻擊。另一方面,儘管超過80%的COVID-19患者僅出現輕度症狀,但已發現該症狀可從輕度迅速惡化為重度症狀,尤其是在缺乏適當醫療的情況下。此外,重症患者的COVID-19病亡率可能超過60%,給治療帶來很大壓力。但是,幾乎沒有瞭解與COVID-19在不同症狀條件下相關的生理變化。


重大進展:周溪等首次揭示新冠患者血漿代謝組學及脂質組學的變化

COVID-19的潛在代謝組學生物標誌物(圖源自National Science Review )


代謝物和脂質是人體血漿中的主要分子成分。在嚴重疾病期間,通常會觀察到代謝和脂質異常,這被認為與生理和病理有關。此外,先前的研究表明,

人類血漿中代謝組和脂質組的急劇變化是由多種疾病引起的,包括病毒感染,如埃博拉病毒病。


在這裡,該研究執行了從一組COVID-19患者中收集的血漿樣品的靶向代謝組學和脂質組學分析,包括COVID-19病亡和從輕度或嚴重症狀中恢復的倖存者。 該研究發現許多代謝物和脂質的改變,特別是與肝功能有關的改變,與疾病的進展和嚴重程度相吻合,這將為與COVID-19相關的血漿生物標誌物以及潛在的治療靶點提供有價值的知識,並且揭示了COVID-19的發病機理。


具體來說,該研究發現這些COVID-19患者的代謝物和血脂變化與疾病進程具有明顯的相關性,表明COVID-19的發育影響了患者的全身代謝。特別是,TCA循環的蘋果酸和尿素循環的氨基甲酸酯磷酸,分別揭示了能量代謝和肝功能障礙的改變。應當指出的是,與輕度患者相比,致命患者的氨基甲酸酯磷酸鹽被顯著下調。


更重要的是,不僅由GMP合酶而且由CD39和CD73介導的鳥苷一磷酸(GMP)在健康志願者和COVID-19患者之間以及輕度和致命組之間都發生了顯著變化。另外,在COVID-19患者中觀察到血脂異常。總體而言,已發現代謝紊亂的模式與COVID-19的進展和嚴重程度一致。這項工作提供了與COVID-19相關的血漿生物標誌物和潛在治療靶點的寶貴知識,以及進一步研究COVID-19發病機理的重要資源。


參考消息:

https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa086/5826189?searchresult=1#


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