重大进展 | 周溪/尚游/张定宇/邱洋/林树海首次揭示新冠患者血浆代谢组学及脂质组学的变化

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截至目前（4月24日），据约翰·霍普金斯大学发布的实时统计数据，全球累计新冠肺炎确诊病例超过275万例，病亡人数达19万。但是，与COVID-19相关的生理变化还鲜为人知。2020年4月20日，中科院武汉病毒所，武汉金银潭医院，华中科技大学，厦门大学等多单位合作，周溪，尚游，张定宇，邱洋，林树海作为共同通讯在National Science Review 在线发表题为“Plasma Metabolomic and Lipidomic Alterations Associated with COVID-19”的研究论文，该研究对一群经历了不同症状的COVID-19患者进行了血浆靶向代谢组学和脂质组学分析。发现这些COVID-19患者的代谢物和血脂变化与疾病进程具有明显的相关性，表明COVID-19的病情发展影响了患者的全身代谢。特别是，TCA循环的苹果酸和尿素循环的氨基甲酸酯磷酸，分别揭示了能量代谢和肝功能障碍的改变。应当指出的是，与轻度患者相比，致命患者的氨基甲酸酯磷酸盐被显著下调。更重要的是，不仅由GMP合酶而且由CD39和CD73介导的鸟苷一磷酸（GMP）在健康志愿者和COVID-19患者之间以及轻度和致命组之间都发生了显著变化。另外，在COVID-19患者中观察到血脂异常。总体而言，已发现代谢紊乱的模式与COVID-19的进展和严重程度一致。这项工作提供了与COVID-19相关的血浆生物标志物和潜在治疗靶点的宝贵知识，以及进一步研究COVID-19发病机理的重要资源。

由于新病例的迅速增加，2019年冠状病毒病（COVID-19）很快引起了全球关注。新型冠状病毒感染被认为是从动物传播的，病原体被鉴定为SARS-CoV-2。到2020年1月，怀疑最初受感染的患者是通过人与人之间的传播感染了该病毒。自2020年1月以来，该病毒已迅速传播到中国大部分地区和其他国家。截至目前（4月24日），据约翰·霍普金斯大学发布的实时统计数据，全球累计新冠肺炎确诊病例超过275万例，病亡人数达19万。

SARS-CoV-2的主要攻击器官是下呼吸道，有些患者发展为威胁生命的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。此外，还发现或提出了SARS-CoV-2对肝脏，肌肉，胃肠道，淋巴结和心脏的攻击。另一方面，尽管超过80％的COVID-19患者仅出现轻度症状，但已发现该症状可从轻度迅速恶化为重度症状，尤其是在缺乏适当医疗的情况下。此外，重症患者的COVID-19病亡率可能超过60％，给治疗带来很大压力。但是，几乎没有了解与COVID-19在不同症状条件下相关的生理变化。

COVID-19的潜在代谢组学生物标志物（图源自National Science Review ）

代谢物和脂质是人体血浆中的主要分子成分。在严重疾病期间，通常会观察到代谢和脂质异常，这被认为与生理和病理有关。此外，先前的研究表明，人类血浆中代谢组和脂质组的急剧变化是由多种疾病引起的，包括病毒感染，如埃博拉病毒病。 

在这里，该研究执行了从一组COVID-19患者中收集的血浆样品的靶向代谢组学和脂质组学分析，包括COVID-19病亡和从轻度或严重症状中恢复的幸存者。 该研究发现许多代谢物和脂质的改变，特别是与肝功能有关的改变，与疾病的进展和严重程度相吻合，这将为与COVID-19相关的血浆生物标志物以及潜在的治疗靶点提供有价值的知识，并且揭示了COVID-19的发病机理。

具体来说，该研究发现这些COVID-19患者的代谢物和血脂变化与疾病进程具有明显的相关性，表明COVID-19的发育影响了患者的全身代谢。特别是，TCA循环的苹果酸和尿素循环的氨基甲酸酯磷酸，分别揭示了能量代谢和肝功能障碍的改变。应当指出的是，与轻度患者相比，致命患者的氨基甲酸酯磷酸盐被显著下调。

更重要的是，不仅由GMP合酶而且由CD39和CD73介导的鸟苷一磷酸（GMP）在健康志愿者和COVID-19患者之间以及轻度和致命组之间都发生了显著变化。另外，在COVID-19患者中观察到血脂异常。总体而言，已发现代谢紊乱的模式与COVID-19的进展和严重程度一致。这项工作提供了与COVID-19相关的血浆生物标志物和潜在治疗靶点的宝贵知识，以及进一步研究COVID-19发病机理的重要资源。

参考消息：

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

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