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新冠肺炎快速诊断:尿液蛋白质组学提供新的思路

已有 1338 次阅读 2020-5-11 10:00 |系统分类:科研笔记

2020年由SARS-CoV-2引起的非典型肺炎(COVID-19)对全球公共卫生造成严重威胁。在短短四个月内,在全球范围内已报告的确诊病例共379万例,死亡人数累计超27万人,并且目前仍在持续发展中,并对全球经济造成严重影响。由于目前尚无可用于高度传染性SARS-CoV-2的特效药物或疫苗,因此,早诊断、早隔离仍然是防控新冠疫情的重点要素。

当前的新冠病毒诊断,主要依靠的是咽拭子核酸检测的方法,而核酸检测虽然是目前的金标准,但存在周期较长、取材不便的问题。如果能够开发体液快速检测的方法,则可以作为很好的补充。在体液类的检测样品中,尿液由于其高特异性、灵敏性、可操作性、非侵入性等特点已经成为临床疾病研究的重要材料。尿液样本中积累了人体生物系统的变化,通过检测其中蛋白成分可以真实反映人体健康以及患病状况。近些年来随着技术的发展,尿液蛋白质组学已经成为最为普遍的疾病研究、生物标志物发现领域之一。那么,是否可以从尿液蛋白中,寻找新冠肺炎的诊断标志物呢?

2020年05月02日,北京蛋白质组研究中心徐平团队、解放军总医院第五医学中心柏长青团队、军事医学科学院病原与生物安全国家重点实验室王恒樑团队在医学类预印本杂志medRxiv上发表题为Urine Proteome of COVID-19 Patients的研究成果。

在该项研究中,研究者对32位健康对照个体和6位新冠患者(3位轻度和3位重度)的尿液样本(样本策略)进行了label-free定量蛋白质组学研究(图1)。基于蛋白聚类分析,研究者发现新冠患者与健康对照样本的蛋白质分子特征差异显著,并且在轻症和重症患者之间也有差异(图2上)。通过对这些差异的蛋白进行分析,发现COVID-19感染后会引起多种信号途径损伤,包括免疫应答异常,补体活化,血小板脱颗粒,脂蛋白代谢和缺氧应答(图2下)。同时,作者通过直接比较相同患者恢复后的尿液蛋白质组进一步证实了已有的发现。

本篇研究通过检测尿液中与新冠肺炎患者生理病理相关的分子变化,不仅扩展了我们对于新冠肺炎的认识,也表明尿液蛋白组学表征具有区分和预测轻型到重度类型新冠发展的潜力。同时该研究也揭示了尿液蛋白质组在新冠肺炎辅助诊断、病情监测和开发治疗方案领域中的应用前景。

图1. 新冠患者的尿液蛋白质组学研究

图2. 新冠患者与正常对照样本尿液蛋白聚类以及差异分析

参考文献

Yanchang Li, et al. (2020) Urine Proteome of COVID-19 Patients. medRxiv.

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