新冠病毒肺炎疾病标志物与致病机制
阅读:2073 时间:2023-01-05

前言

 

该文是由中国科学院武汉病毒研究所周溪团队、武汉市金银潭医院张定宇团队、华中科技大学同济医学院附属协和医院尚游团队、生命科学与技术学院薛宇团队以及谱度众合(武汉)生命科技有限公司合作在Immunity上发表论文“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”,并由小谱翻译整理后撰写。

 

(注:中科院武汉病毒所周溪研究员与邱洋青年研究员、武汉市金银潭医院张定宇院长、华中科技大学协和医院尚游教授、生命科学与技术学院薛宇教授为该论文的共同通讯作者;中科院武汉病毒所-武汉市金银潭医院感染性疾病与健康联合实验室舒婷博士与吴迪博士、华中科技大学徐继前博士与博士生宁万山、谱度众合韩强强博士为论文共同第一作者。)

 

人物介绍

 

张定宇  原文第一通讯作者

中共党员,毕业于同济医科大学,博士研究生学历,医学博士学位。现任湖北省卫生健康委员会副主任、党组成员 。

2012年9月至2013年12月,任武汉市血液中心主任、党委副书记。2013年12月,武汉市调任金银潭医院(市医疗救治中心)院长、党委副书记 。

2020年8月11日,国家主席习近平签署主席令,授予在抗击新冠肺炎疫情斗争中作出杰出贡献的人士国家勋章和国家荣誉称号,张定宇被授予“人民英雄”国家荣誉称号;8月19日,获得第十二届“中国医师奖”;9月17日,中央文明办发布2-7月“中国好人榜”,张定宇被评为“敬业奉献好人”。2021年2月17日,张定宇被评为“感动中国2020年度人物”。

 


韩强强  原文共同第一作者

生物化学博士,毕业于武汉大学生命科学学院,谱度众合(武汉)生命科技有限公司联合创始人,在蛋白质组学及生物质谱领域拥有11年专业积淀,先后在不同科研机构建立了3个基于质谱技术的蛋白质组学平台,具有极其丰富的液质联用实战经验和科技服务培训经验。

 


 

 

正文

 

截至2021年6月24日,根据世卫组织最新实时统计数据,全球累计新冠肺炎确诊病例178837204例,累计死亡病例3880450例。新冠疫情无疑已成为一个世纪以来对人类健康与社会发展影响最大的传染病。新冠肺炎的疾病过程具有进展快的特征,虽然大部分患者表现为轻症,但部分患者在较短时间内从轻症进展为重症甚至病亡,成为临床救治的严峻挑战。

 

 

2020年10月20日,中国科学院武汉病毒研究所周溪团队、武汉市金银潭医院张定宇团队、华中科技大学同济医学院附属协和医院尚游团队、生命科学与技术学院薛宇团队以及谱度众合(武汉)生命科技有限公司合作在Immunity上发表论文“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”。研究团队对新冠肺炎病亡、重症、轻症患者不同疾病进程中的血浆蛋白质变化进行系统分析,揭示了不同临床结局的患者的血浆蛋白质在疾病发生、发展及转归过程中发生了大量独特的变化,同时也鉴定出11种血浆蛋白标志物,可有效的预测新冠患者的不同临床结局。

 

 

在该研究中,研究人员首先采集了来自22位轻症、重症或病亡新冠肺炎患者从入院到康复或病亡不同时间点以及8位健康对照的一共62例血浆样本。结合TMT稳定同位素标记技术,对这些血浆样品进行了质谱检测和蛋白质组学定量分析。

 

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”

 

通过对这62例血浆样品的质谱检测,一共获得了872个血浆蛋白的定量信息。与健康志愿者相比,患者血浆中195种蛋白呈现了显著变化,涉及血小板脱落、补体及凝血系统、代谢等多种生理与病理相关通路;这些差异蛋白的变化程度与临床特征及病程高度拟合,揭示了不同临床结局患者疾病发展过程中体内多种生理病理反应。

 

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”

 

研究团队进一步基于机器学习,开发了一种新冠标志物组合算法。该算法首先提取了在至少70%的样品中鉴定到的530个蛋白的定量信息,从中筛选出相比健康志愿者,新冠患者血浆中表现出显著差异的112个蛋白。从这些差异蛋白中随机抽取5个不同蛋白,形成1000种不同的蛋白组合。随后基于逻辑回归和五折交叉检验,获得具有最佳区分效果的蛋白组合模型。通过该算法,研究团队获得了4种不同的蛋白组合模型,共包括11个蛋白标志物,分别用于区分新冠患者和健康对照、预测重症新冠患者是否死亡、预测轻症新冠患者是否发展成重症以及预测新冠患者的康复。

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”

 

在另一个独立的包括21名新冠肺炎患者及5名健康志愿者血浆样品的队列中,通过基于TMT标记技术的蛋白质组学质谱定量方法,研究团队对这种新型组合算法蛋白组合诊断模型进行了验证。

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”

 

此外,研究人员进一步收集了一个包含120位不同临床结局新冠肺炎患者及40位健康志愿者的大规模队列血浆样品,并通过ELISA方法对血浆样品中的蛋白标志物进行了定量,进一步确证了主要生物标志物的可靠性与预测准确性,为这些标志物在临床上的运用打下了基础。

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”

 

总结

 

综上,该研究不仅揭示了不同临床结局新冠患者疾病发展过程中血浆分子的生理病理变化,为揭示新冠病毒致病机制提供了极有价值的信息,同时也发现了有望用于新冠患者病程发展诊断与预测、具有临床价值的生物标志物,希望将其应用到对新冠肺炎的临床救治中。

 

(摘自“Plasma Proteomics Identify Biomarkers and Pathogenesis of COVID-19”