2020年由SARS-CoV-2引起的非典型肺炎(COVID-19)對全球公共衛生造成嚴重威脅。在短短四個月內,在全球范圍內已報告的確診病例共379萬例,死亡人數累計超27萬人,并且目前仍在持續發展中,并對全球經濟造成嚴重影響。由于目前尚無可用于高度傳染性SARS-CoV-2的特效藥物或疫苗,因此,早診斷、早隔離仍然是防控新冠疫情的重點要素。
當前的新冠病毒診斷,主要依靠的是咽拭子核酸檢測的方法,而核酸檢測雖然是目前的金標準,但存在周期較長、取材不便的問題。如果能夠開發體液快速檢測的方法,則可以作為很好的補充。在體液類的檢測樣品中,尿液由于其高特異性、靈敏性、可操作性、非侵入性等特點已經成為臨床疾病研究的重要材料。尿液樣本中積累了人體生物系統的變化,通過檢測其中蛋白成分可以真實反映人體健康以及患病狀況。近些年來隨著技術的發展,尿液蛋白質組學已經成為最為普遍的疾病研究、生物標志物發現領域之一。那么,是否可以從尿液蛋白中,尋找新冠肺炎的診斷標志物呢?
2020年05月02日,北京蛋白質組研究中心徐平團隊、解放軍總醫院第五醫學中心柏長青團隊、軍事醫學科學院病原與生物安全國家重點實驗室王恒樑團隊在醫學類預印本雜志medRxiv上發表題為Urine Proteome of COVID-19 Patients的研究成果。
在該項研究中,研究者對32位健康對照個體和6位新冠患者(3位輕度和3位重度)的尿液樣本(樣本策略)進行了label-free定量蛋白質組學研究(圖1)。基于蛋白聚類分析,研究者發現新冠患者與健康對照樣本的蛋白質分子特征差異顯著,并且在輕癥和重癥患者之間也有差異(圖2上)。通過對這些差異的蛋白進行分析,發現COVID-19感染后會引起多種信號途徑損傷,包括免疫應答異常,補體活化,血小板脫顆粒,脂蛋白代謝和缺氧應答(圖2下)。同時,作者通過直接比較相同患者恢復后的尿液蛋白質組進一步證實了已有的發現。
本篇研究通過檢測尿液中與新冠肺炎患者生理病理相關的分子變化,不僅擴展了我們對于新冠肺炎的認識,也表明尿液蛋白組學表征具有區分和預測輕型到重度類型新冠發展的潛力。同時該研究也揭示了尿液蛋白質組在新冠肺炎輔助診斷、病情監測和開發治療方案領域中的應用前景。
圖1. 新冠患者的尿液蛋白質組學研究
圖2. 新冠患者與正常對照樣本尿液蛋白聚類以及差異分析
參考文獻
Yanchang Li, et al. (2020) Urine Proteome of COVID-19 Patients. medRxiv.
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