学术成果 | Cell Discovery发表凯莱谱多组学平台关于新冠患者病程长短差异的分子机制研究成果

2022年7月25日，迪安诊断凯莱谱实验室与温州市中心医院、西湖大学等单位合作，对新冠长病程和短病程患者代谢组学和蛋白质组学多组学联合分析的成果在线发表于Cell Discovery杂志（影响因子38.079）。凯莱谱康洲阳博士是该文章的共同第一作者，孔子青博士是本文的共同通讯作者，迪安诊断凯莱谱实验室和浙江省数字医学诊断技术重点实验室是共同作者单位。

在前期，我们对新冠患者进行蛋白组和代谢组学横断面研究，发现新冠重症患者血清中多种独特的分子变化，并找到了一系列生物标志物（22种蛋白质、7种代谢物，涉及到体内巨噬细胞、血小板、补体系统的代谢通路）用于预测轻症患者向重症发展过程^[1]；而通过尿液蛋白组和代谢组学发现由新冠引起的免疫紊乱会触发炎症反应、凝血反应以及细胞纤维化会最终损伤肾组织^[2]。

为探究部分COVID-19患者表现出长时间的SARS-CoV-2感染持续阳性的原因，本研究基于纵向队列，从病毒载量、免疫抗体水平、蛋白质组和代谢组学4个维度对长病程（LC）和短病程（SC）的COVID-19患者开展了相关研究，总计从461份血清样本中鉴定到1252个蛋白和945个代谢物，全面揭示了新冠长病程患者的特异性机体代谢变化。

研究首先发现LC和SC组患者在病毒载量方面并无显著差异，而免疫学分析发现LC组患者表现出更长时间的高水平IgG抗体和更高的调节性T (Treg)细胞。对患者血清进行纵向蛋白质组学和代谢组学分析发现，病毒RNA脱落周期延长与肝脏X受体/视黄素X受体(LXR/RXR)通路抑制、多种抗炎代谢物（脂肪酸、EPA、DHA、癸酸、辛酸等）受到抑制、补体系统激活、细胞迁移抑制和病毒复制增强有关。对持续性病毒RNA脱落的评估是追踪严重病毒感染的恢复和长期反应的一种方法。持续病毒脱落的检测受初始疾病严重程度、病毒载量和样本来源的影响。此外，利用机器学习方法成功建立预测模型（包括9种蛋白质NRP2, H3-3A, GNPTG, LGALS1, IGKV2-30, HLA-B, PRSS1, IGKV1-6, KPRP与1种代谢物arginine），可以预测新冠患者病毒RNA的脱落周期。

通过上述结果我们发现，相对于短病程患者，长病程的COVID-19患者表现出了明显的炎症增强和适应性免疫抑制。基于长病程患者特征性的蛋白和代谢变化，我们成功建立了一种预测病毒RNA脱落周期的多组学评估模型。本研究填补了对新冠病毒RNA脱落机制研究的不足，对于帮助制定更好的策略来控制病毒的传播至关重要，也为目前广受关注的long-COVID研究提供了重要的理论基础 [3]。

迪安诊断凯莱谱实验室利用非靶向和靶向代谢组学技术以及多组学联合分析平台连续3年在Cell、Cell Reports、Cell Discovery等顶级期刊分别从不同维度阐述了新冠病毒对人体免疫代谢系统的影响，持续为基于临床质谱的疾病检测和诊断、发生和发展以及预防和治疗提供理论和转化应用研究基础。