【Cell Reports Medicine】麻省总医院采用Olink Explore揭示新冠感染严重度不止与个体免疫力相关

「阳过」—— 新冠患者呈COVID-19核酸或抗原检测阳性后，个体症状表现差异巨大，从无症状携带者、轻症至重症、器官功能障碍，甚至死亡。严重疾病的病理生理学表现为免疫功能障碍，涉及超免疫反应（激活炎症级联、细胞因子风暴、组织浸润、损伤）和低免疫反应 （相对淋巴细胞减少、T细胞功能受损、干扰素抗病毒反应受损、减少病毒清除）两种免疫状态。迄今为止，许多针对SARS-CoV-2的症状及免疫反应研究受限于少量的样本量或有限的免疫介质，而以蛋白组学为基础的多组学方法正开始克服这些限制。

文章速递

麻省总医院（Massachusetts General Hospital, MGH）的研究人员通过使用Olink Explore深入理解COVID-19的发病机理，及感染SARS-Co-V2病毒后患者新冠症状差异。通过分析SARS-CoV-2反应急性患者队列的血浆蛋白质组，研究者展示了与COVID-19感染、严重程度和死亡相关的特征蛋白。为了深入了解潜在的疾病机制，将其映射到相关临床表型中的特定细胞类型。

文章亮点

 ●  16%的「阳过」显示非典型低炎症性血浆蛋白组

 ●   重症「阳过」伴随异质性血浆蛋白组应答

 ●   病毒感染导致肺上皮细胞死亡是重症关键特征

研究解析

384名疑似或已知的急性呼吸窘迫患者入组，其中306名患者随后被确诊为「阳过」COVID-19感染者。根据WHO结果排序量表对患者进行分类，分析时间点分别为第0天（入院当日）、第3天、第7天和第28天。研究人员使用Olink Explore 1536对306名COVID-19阳性患者以及78名出现呼吸窘迫的对照患者的血浆样本中1,472种蛋白进行了分析。

在D0天，鉴定出251种蛋白，D3天有694 种, D7天超过 767 种与「阳过」COVID-19患者严重程度相关蛋白。在D3和D7时间点，严重程度相关蛋白数量的增加表明，尽管人群通常病情更严重，但严重疾病患者和非严重疾病患者之间的差异随着时间的推移变得更加明显，这些动态变化可能反映了临床相关的表型和潜在的疾病进程。使用D0天血浆蛋白质组，可以对「阳过」后续疾病严重程度进行预测。其中，IL6、IL1RL1、PTX3和IL1RN以及KRT19（与上皮损伤相关）和TRIAP1）一种凋亡抑制剂）是预测到的最强相关性蛋白。

针对急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者，研究发现了24种蛋白仅在「阳过」严重新冠患者中升高。这些蛋白在第7天幸存者中下降，但对于死亡的患者，它们仍然升高。这表明，促炎信号持续增加和抗炎反应缺乏是导致这些「阳过」患者COVID-19疾病严重程度和死亡率的原因。

研究者们通过蛋白质组学和单细胞RNA测序的结合分析，确定了这些蛋白质在不同细胞和组织中的表达分布。他们发现SARS-Co-V2直接感染肺上皮细胞，而肺上皮细胞死亡是严重COVID-19病理的一个关键驱动因素。重要的是，这种细胞死亡可以在血浆蛋白水平上测量，血浆是一种临床更易获得的样本类型。

写在最后

通过Olink Explore 1536对306名「阳过」COVID-19患者和78名呼吸窘迫症状对照者的上千种血浆蛋白进行纵向分布，揭示了与COVID-19相关的免疫和非免疫蛋白；比较死亡患者和重症幸存者发现动态免疫细胞来源和与生存相关的组织相关蛋白，包括非免疫蛋白外分泌胰腺蛋白酶；进一步通过使用来源的组织特异性和细胞类型特异性胞内死亡信号和细胞ACE2表达等研究数据，作者提出了一个由骨髓细胞、上皮细胞和T细胞相互作用驱动组织损伤模型，为分析COVID-19严重疾病的发病机制提供了重要见解和丰富资源。

该研究的原始数据及分析过程已被Olink Insight开源数据库平台收录至Data stories系列中，可在线注册https://insight.olink.com/，进行互动式数据展示，并了解更多细节。

参考文献：