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最新研究:血液中這幾種蛋白高的人,感染新冠更易發展為重症

據國家衛健委網站消息,3月6日0—24時,31個省(自治區、直轄市)和新疆生産建設兵團報告新增确診本土病例214例(廣東69例,吉林54例,山東46例,甘肅12例,河北9例,内蒙古7例,江蘇5例,上海3例,湖北2例,山西1例,浙江1例,廣西1例),含3例由無症狀感染者轉為确診病例(吉林2例,浙江1例)。

COVID-19的病理生理學研究表明,失調的促炎和抗炎免疫調節反應可引起肺泡損傷、肺部發炎和急性呼吸窘迫綜合征的病理。鑒于先天免疫反應具有個體水準的遺傳基礎,個體攜帶的遺傳變異可能在個體水準的免疫反應中發揮重要作用。是以,遺傳變異可能會影響COVID-19的進展和嚴重程度。

遺傳水準的個體差異有可能是我們了解這個問題的關鍵:為什麼有些人由于症狀嚴重而需要住院治療而另一些人無需住院就能從COVID-19中恢複?此外,一旦住院,這種個體差異可能會導緻一些人走向緻命的結局,或導緻他們需要呼吸支援的重症監護,而另一些人則可以在沒有呼吸系統并發症的情況下恢複。

孟德爾随機化(Mendelian randomization)作為一種流行的遺傳流行病學研究設計方法,它使用遺傳變異作為工具變量,可以探究暴露和結局之間潛在的因果關系。孟德爾随機化有助于識别可能參與重症病理生理學的血液蛋白質。這種研究方法的結果取決于具體的假設。

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圖注:觀察資料和實驗資料的層次結構。孟德爾随機化研究位于實驗和觀察研究的交界處,其發現可用于提供更可靠的證據來指導幹預研究,并在随機對照試驗可能不可行時提供有關的潛在公共衛生幹預資訊。

近日,公共科學圖書館出版的專業學術期刊《PLoS:遺傳學》最新發表了一項COVID-19蛋白質組方面的研究,研究人員使用孟德爾随機化方法确定了血液蛋白與嚴重COVID-19之間的因果關系。這項研究成果複現了先前與COVID-19相關的血液标志物的發現結果,并優先考慮了預測嚴重COVID-19風險的額外血液标志物。此外,還确定了可能與疾病病理學有關的藥物靶點。

最新研究:血液中這幾種蛋白高的人,感染新冠更易發展為重症

研究人員收集了兩類資料:血液蛋白GWAS資料,COVID-19 GWAS資料。并将3000多種血液蛋白作為孟德爾随機化法的暴露,以便識别出潛在的,可能分别訓示COVID-19住院風險、呼吸支援需求、死亡的生物标志物。

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圖注:按照生物過程對統計上顯著相關的蛋白質進行分組。

經過多次測試校正,使用基因工具,并在孟德爾随機假設下,研究的結果顯示:血液中較高的五種蛋白質GCNT4、CD207、RAB14、C1GALT1C1、ABO水準,與COVID-19的住院風險或呼吸支援/死亡風險增高有顯著的相關性(ORs=1.12~1.35)。FAAH2水準升高僅與住院風險增加相關(OR=1.19)。

相反的是,較高水準的SELL、SELE和PECAM-1可降低住院或呼吸支援/死亡的風險(ORs=0.80~0.91)。LCTL、SFTPD、KEL、ATP2A3水準升高與住院風險降低(ORs=0.86~0.93)有關,而ICAM-1水準升高則與COVID-19呼吸支援/死亡風險降低(OR=0.84)有關。

這些發現暗示血型标記物和結合蛋白與住院和呼吸支援需求/死亡有關。此外,這些發現還表明,較高水準的内源性大麻素酶可能會增加住院的風險。整體結果與先前COVID-19的相關研究一緻,而且此研究還精确定位了可能與疾病病理學有關的藥物靶點。

最新研究:血液中這幾種蛋白高的人,感染新冠更易發展為重症

圖注:血液标志物推測與住院COVID-19有因果關系。

最新研究:血液中這幾種蛋白高的人,感染新冠更易發展為重症

圖注:血液标志物推測與COVID-19引起的呼吸支援需求以及死亡有因果關系。

在此研究的分析中,研究人員沒有發現典型的經典免疫蛋白,如白細胞介素6或C反應蛋白。如果有更大的蛋白質資料庫,研究人員可以精确定位與疾病病理生理學相關的非标準免疫調節蛋白。

研究結果突出了應用大規模孟德爾随機化分析來識别可能導緻嚴重COVID-19的血液标志物是有效的。使用遺傳工具并在孟德爾随機化假設下,研究結果與較高水準的許多粘附分子一緻,包括SELE、SELL、PECAM-1和ICAM-1,它們可以防止住院和呼吸支援需求或死亡。越來越多的證據表明嚴重COVID-19與粘附和内皮功能障礙有關。

綜上,這項新研究的結果支援了先前的發現,并确定了與嚴重COVID-19表型相關的新血液标志物,指出了開發COVID-19預後生物标志物和治療方法的可能途徑。

參考來源:

1. WHO COVID-19全球資料實時統計https://covid19.who.int/

2. Palmos, Alish B., et al. "Proteome-wide Mendelian randomization identifies causal links between blood proteins and severe COVID-19." medRxiv (2021). https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010042

3. Davies, Neil M., Michael V. Holmes, and George Davey Smith. "Reading Mendelian randomisation studies: a guide, glossary, and checklist for clinicians." Bmj 362 (2018). https://doi.org/10.1136/bmj.k601

撰文 | 拉缇莎

編輯|小耳朵

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