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中國科學家首次揭示新冠患者蛋白質分子病理全景圖

2021-01-12 15:14:29|圖文來源:科技日報

記者1月11日從西湖大學瞭解到,該校生命科學學院特聘研究員郭天南帶領的課題組與合作團隊在《細胞》期刊在線發表最新研究論文,報告了新冠肺炎病亡患者體內多器官組織樣本中蛋白質分子病理全景圖。

此項研究相當於他們將醫生在顯微鏡下看到的人體感染新冠病毒後細胞組織的變化放大了數萬倍,達到蛋白質分子層面,“看”清楚是哪些分子的改變導致人體器官的病變和衰竭。

新冠逝者體內有5336個蛋白質分子發生改變

大量臨牀診療和研究顯示,新冠病人的肺部等器官產生了損傷。這些損傷背後的分子機制到底是什麼樣的?

在這項研究中,郭天南團隊及其合作者收集了19例新冠肺炎病亡患者的肺、脾、肝、心臟、腎臟、甲狀腺和睾丸7種器官的組織樣本。在進行鏡下病理學檢查後,他們對這些器官進行了分子層面的研究,鑑定了11394個人源蛋白質分子,繪製出了新冠肺炎病亡患者的多器官蛋白分子全景圖。

這是在全球範圍內第一次從蛋白質分子水平上,對新冠病毒感染人體後多個關鍵器官作出的響應進行詳細和系統的分析。

“研究揭示,與非新冠患者的對照組織樣本比較,新冠肺炎病亡患者組織樣本中5336個蛋白質發生了改變。”郭天南表示。

郭天南介紹,在人體7類器官組織中,脾臟紅髓裏未鑑定到明顯改變的蛋白,而肝臟裏改變的蛋白數量最多(1970個),這意味着新冠肺炎病亡患者肝臟受到的損傷可能比較大。

對於幫助新冠病毒進入人體的“罪魁禍首”ACE2蛋白(病毒受體血管緊張素轉化酶2),研究團隊發現它的數量在新冠病人各類器官中與非新冠病人相比並無顯著差別。而幫助病毒進入細胞相關的組織蛋白酶L(CTSL),在新冠病人肺部卻明顯增多。

“這提示,CTSL可能是阻斷新冠病毒入侵的潛在治療靶點。”郭天南説。

除了肺部,肝腎也出現纖維化先兆

此後,研究團隊進一步對多種器官的生理功能、病理形態與蛋白質組學進行系統比較研究,發現多個肺部蛋白出現改變,包括與病毒增殖相關、參與肺纖維化病理過程及降解病毒限制因子的蛋白。

郭天南介紹,蛋白組學結果顯示,肺部和脾臟表現出以免疫檢查點蛋白的上調及T細胞富集蛋白的下調為分子特徵的適應性免疫反應抑制,且脾臟的T、B等淋巴細胞減少也印證了該分子特徵。

“從臨牀病理學來看,雖然只有肺部發生了實質性的纖維化病變,但蛋白組學結果顯示,在肝臟、腎臟等器官也觀察到組織纖維化的先兆。”郭天南分析,這提示,對已恢復健康的危重症新冠病人而言,需要對“多器官纖維化”這一可能出現的後遺症進行預防和採取提前干預。

此次研究還找到了新冠肺炎病亡患者的睾丸組織中發生明顯改變的10個蛋白,它們的功能與膽固醇合成抑制、精子活性降低和Leydig細胞特異標記物減少緊密相關。其中Leydig細胞與男性雄性激素合成及分泌緊密相關,提示男性新冠患者的生育能力可能受到影響。

研究人員表示,這些研究是基於新冠肺炎病亡患者的組織樣本,在輕症及重症患者中是否會出現同樣變化,以及這樣的變化是否可逆,還需要進一步研究。(通訊員 徐珊 本報記者 劉園園)


作者:劉園園 責任編輯:劉陽