? ? ? ?COVID-19是當(dāng)下的大流行病，給人類健康和社會(huì)發(fā)展造成嚴(yán)重的影響，發(fā)現(xiàn)COVID-19長(zhǎng)期影響的潛在分子機(jī)制，有助于改進(jìn)現(xiàn)有的治療策略。

? ? ? ? 2022年7月，F(xiàn)rontiers in Immunology（IF：8.786/Q1）期刊上發(fā)表了題為“Longitudinal Serum Proteome Characterization of COVID-19 Patients With Different Severities Revealed Potential Therapeutic Strategies”的研究論文，利用TMT蛋白質(zhì)組學(xué)和PRM靶向蛋白質(zhì)組學(xué)，分析了不同嚴(yán)重程度的COVID-19患者的血清蛋白質(zhì)組，提供了由SARS-CoV-2感染引起的血清變化的蛋白質(zhì)組學(xué)景觀，全面解讀了COVID-19患者的分子病理生理特征和異質(zhì)性，這些研究結(jié)果在分子水平上為未來(lái)COVID-19患者的治療和檢測(cè)提供了新的啟示。（青蓮百奧實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)完成本文章樣本前處理等實(shí)驗(yàn)部分，青蓮百奧生信總監(jiān)吳松峰博士，本文一作，負(fù)責(zé)文章的生信分析部分）。

研究思路

結(jié)果速遞

01重癥和危重?COVID-19?患者的免疫反應(yīng)失調(diào)和代謝重編程

? ? ? ?為明確重癥/危重COVID-19患者的分子病理生理特征，將重癥和危重患者的早期血清蛋白組數(shù)據(jù)與其他COVID-19患者的早期血清蛋白組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，重癥和危重癥患者急性期蛋白和補(bǔ)體活化以及凝血蛋白顯著升高。同時(shí)，抗氧化保護(hù)蛋白和肺保護(hù)蛋白也在重癥和危重癥患者種顯著升高，提示誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生自我保護(hù)機(jī)制。

? ? ? ?隨后根據(jù)KEGG注釋進(jìn)行富集分析發(fā)現(xiàn)炎癥反應(yīng)通路和戊糖磷酸通路在COVID-19危重癥患者中表達(dá)上調(diào)，表明在COVID-19危重癥患者中，炎癥反應(yīng)狀態(tài)異?；钴S，此外還發(fā)現(xiàn)新冠肺炎危重癥患者膽固醇代謝紊亂，存在代謝失調(diào)現(xiàn)象。

02無(wú)癥狀患者的有效免疫應(yīng)答

? ? ? ?疾病早期階段了解無(wú)癥狀患者感染反應(yīng)對(duì)治療非常有啟發(fā)。在此，文章比較了無(wú)癥狀患者和輕癥患者的早期血清蛋白質(zhì)組，發(fā)現(xiàn)在無(wú)癥狀患者中參與TGF-b通路的蛋白和參與白細(xì)胞遷移的蛋白的水平增加，提示TGF-b通路在癥狀控制中的潛在作用。TGF-b通過(guò)抑制T細(xì)胞的激活來(lái)調(diào)節(jié)T細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，并介導(dǎo)Treg細(xì)胞的免疫抑制功能。同時(shí)白細(xì)胞遷移、運(yùn)動(dòng)、粘附相關(guān)蛋白的升高可能有助于白細(xì)胞從血液遷移到受感染的組織。這些結(jié)果顯示無(wú)癥狀患者具有有效的免疫應(yīng)答，其特征是免疫穩(wěn)態(tài)中的病原體防御。

? ? ? ? 通過(guò)比較無(wú)癥狀患者與各癥狀組(輕、中、重、危重)的血清蛋白組，發(fā)現(xiàn)無(wú)癥狀患者中常見(jiàn)三種蛋白(LTBP1和CRTAC1升高，LGALS3BP下降)的改變。LGALS3BP是一種病毒誘導(dǎo)蛋白，可導(dǎo)致干擾素和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，IL-6和TNF-a的升高與COVID-19的嚴(yán)重程度有關(guān)。因此，無(wú)癥狀患者的CRTAC1和LGALS3BP水平可能反映了有限的免疫損傷。

03COVID-19患者的分子異質(zhì)性

和對(duì)照組早期的血清蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)進(jìn)行了層次聚類分析。所有個(gè)體被分成四個(gè)集群（C0、C1、C2?和?C3）。接下來(lái)探討了中度患者C1.C2間的分子差異，C2中度患者中參與補(bǔ)體和凝血反應(yīng)的APP和蛋白質(zhì)仍然升高，其他幾種與膽固醇代謝相關(guān)的蛋白質(zhì)顯著升高，并且參與Rap1信號(hào)通路和調(diào)節(jié)C2中度肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的蛋白質(zhì)水平降低，下調(diào)可能會(huì)影響病毒感染期間上皮屏障的破壞。C2重癥/危重癥患者與中度患者相比炎癥和能量/物質(zhì)代謝通路明顯上調(diào)，膽固醇代謝明顯下調(diào)。C3中四分之一的下降蛋白是免疫球蛋白。這一結(jié)果可能提示C3患者的體液免疫功能受損及由此產(chǎn)生的免疫效果。

04與疾病進(jìn)展相關(guān)的血清蛋白改變

? ? ? ?檢測(cè)了與?COVID-19?嚴(yán)重程度相關(guān)的蛋白水平并進(jìn)行了時(shí)間序列分析。使用mFuzz將COVID-19早期和對(duì)照的血清樣本中鑒定的蛋白質(zhì)聚集成16個(gè)簇。隨著COVID-19的嚴(yán)重程度變化，第5、8、12和14簇中的蛋白質(zhì)水平顯著升高，而第1、4和10簇中的蛋白質(zhì)顯示出相反的趨勢(shì)。同時(shí)，檢查了與COVID-19病程相關(guān)的蛋白質(zhì)變化，發(fā)現(xiàn)從所有三個(gè)階段獲得的血清樣本中鑒定的蛋白質(zhì)被分成9個(gè)時(shí)間點(diǎn)簇，2、3和9?中的蛋白質(zhì)在恢復(fù)期減少，簇4、5、6和7中的蛋白質(zhì)增加。

? ? ? ?在早期隨著COVID-19的嚴(yán)重程度而增加或減少但在恢復(fù)期恢復(fù)的蛋白質(zhì)中，有80個(gè)蛋白發(fā)生顯著變化，被確定為隨COVID-19嚴(yán)重程度變化的特征蛋白，并在恢復(fù)期有所緩解。這些特征蛋白在補(bǔ)體和凝血以及膽固醇代謝途徑在中顯著富集這些蛋白的變化有助于了解COVID-19的病理，并對(duì)監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展或治療反應(yīng)具有潛在價(jià)值。

? ? ? ?值得注意的是，在疾病進(jìn)展過(guò)程中，大多數(shù)患者的某些蛋白質(zhì)無(wú)法恢復(fù)。其中，纖溶酶原樣蛋白B（PLGLB1）通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管形成具有抗血管生成的功能，這可能阻礙SARSCoV-2感染損傷的血管的康復(fù)。

05候選SARS-CoV-2感染生物標(biāo)志物在疾病過(guò)程中具有高度穩(wěn)定性

? ? ? ?與健康對(duì)照相比，PLGLB1在COVID-19中保持更高的水平，與非COVID-19對(duì)照組相比，所有嚴(yán)重程度組的水平也更高。ROC分析表明，PLGLB1的血清效果可以穩(wěn)定地區(qū)分未感染人與COVID-19患者（曲線下的面積（AUC）= 0.99，敏感性= 98％，特異性，特異性= 100％）。

? ? ? ?利用PRM技術(shù)在24個(gè)血清樣品中驗(yàn)證PLGLB1，結(jié)果表明，COVID-19患者的PLGLB1的血清水平明顯高于對(duì)照組。這些數(shù)據(jù)表明，PLGLB1可以是候選SARS-COV-2感染生物標(biāo)志物，在疾病期間具有很高的穩(wěn)定性。

總結(jié)：

? ? ? ?此研究使用TMT蛋白質(zhì)組學(xué)策略分析了不同嚴(yán)重程度COVID-19患者和對(duì)照組的血清樣本，破譯了COVID-19患者的血清分子特征并進(jìn)行了驗(yàn)證工作，闡述了COVID-19患者基于血清蛋白質(zhì)組和與疾病進(jìn)展相關(guān)的血清蛋白質(zhì)變化的異質(zhì)性，為疾病的治療提供了思路。