客户文章 | 深度TMT标记定量揭示奥密克戎感染宿主的血液蛋白组特征

文章标题

实验材料和方法

（1）研究样本

样本分组：

奥密克戎患者 (N=17，其中15人有新冠病毒疫苗接种史)；

非奥密克戎新冠感染者 (N=7，未接种新冠疫苗)；

其他呼吸道病毒感染者 (N=29)；

新冠疫苗接种前的健康人样本 (n=14)；

新冠疫苗接种后的健康人样本 (n=12)。

样本类型：

循环血液样本

（2）蛋白组学研究方法：LC-MS

定量方法：去高丰度TMT标记定量

质谱仪：Orbitrap Exploris 480

分析软件：Proteome Discoverer

数据库：UniProt (20,365 reviewed proteins)

Tips：该研究利用TMT标记深度分级的方法在循环血液样本中共定量到1464 个蛋白质，并对其中751种蛋白进行了功能分析。

实验设计

文章结果

蛋白组学研究结果发现，奥密克戎患者与非奥密克戎COVID-19感染的非重症患者血液蛋白质组相似，表明在非重症患者中，奥密克戎病例引起的宿主反应与非奥密克戎COVID-19的非重症患者的相似。接种疫苗和未接种疫苗的健康对照组的蛋白质组有很大不同，可能是由于接种疫苗后免疫力增强导致。同时，在COVID-19病例、与其他呼吸道病毒感染者和健康对照病例的样本中观察到显著差异，表明在血液蛋白质组水平上，宿主对SARS-CoV-2病毒的反应具有其独特性。

图1 宿主响应的血液蛋白质组主成分分析（PCA）

该研究还发现，奥密克戎和其他呼吸道病毒感染者之间有529种血液蛋白表达水平显著差异，在10个通路上显著富集（P值<0.05）。其中，奥密克戎感染人群血液标本中显示丰富的炎症相关通路，包括补体系统，急性应答信号传导和NRF-2介导的氧化应激反应。同时，这些标本还表现出急性期蛋白的上调，包括HRG，A2M，TF，HP，ORM1，ORM2，APOA1和APOA2。值得注意的是，在之前比较非重症COVID-19患者与重症病例的血液蛋白质组时，也观察到了这些通路和蛋白质的失调。这表明与其他呼吸道病毒相比，奥密克戎感染的炎症程度减弱。

图2 奥密克戎组和非COVID-19组之间的炎症通路的差异蛋白

之前的研究报道显示，与非重症COVID-19病例相比，重症COVID-19病例表现出多种与肝损伤相关的蛋白质升高，包括GOT1 / AST，GPT / ALT1，CRP，SAA1和SAA25–8。本研究通过GOT1 / AST和GPT / ALT1表达水平评估显示，奥密克戎诱导的肝损伤与非奥密克戎COVID-19（非重症）相当，且明显高于健康对照组，但显著低于其他呼吸道病毒。同时，奥密克戎标本与健康对照组相比，CRP，SAA1和SAA2水平升高，而与非重症COVID-19水平相当，但显著低于流感和流感样病毒感染的水平。

图3 五个患者组中 GPT/ALT1、GOT1/AST 、CRP、SAA1 和 SAA2 水平的表达差异

最后，作者比较了来自奥密克戎感染患者、健康对照组疫苗接种前和疫苗接种后配对样本中的蛋白组特征。结果显示，疫苗接种后下调了133种蛋白质，上调了1种蛋白质，提示这些差异蛋白与增强对SARS-CoV-2的免疫力有关。同时在奥密克戎感染人群和健康人群疫苗接种后的样品之间鉴定了513个差异蛋白质。值得注意的是，健康对照组接种疫苗后减少的107种蛋白质在奥密克戎感染后进一步下降。这些蛋白质参与多种免疫通路，包括囊泡介导的运输、白细胞介导的免疫和补体活化等。其中，T细胞和B细胞抗原受体的负调节蛋白CSK在奥密克戎样品中下调。B细胞受体抗原刺激信号传导的另一个负调节剂GRB2，显示出类似的下降趋势。降低的GRB2可通过MAPK信号传导促进Th17分化和炎症。表明在奥密克戎感染后，疫苗接种诱导的适应性免疫应答进一步增强。

图4 五个患者组中CSK和GRB2水平的表达差异

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41421-022-00418-x

编译：周承

审校：江燕、钱丽琴、孙瑞

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