2019年12月,全球首次發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)的病原體是嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(SARS-CoV-2),截至2022年6月23日,全球已有確診病例5.3911億例,死亡632萬(wàn)例。
SARS-CoV-2屬于乙型冠狀病毒,其基因組主要編碼4個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白(S-刺突蛋白,是細(xì)胞受體主要的結(jié)合位點(diǎn),在病毒附著、融合和進(jìn)入靶細(xì)胞中起重要作用;E-包膜糖蛋白;M-膜蛋白,負(fù)責(zé)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸、新生病毒出芽釋放以及病毒外包膜的形成;N-核衣殼蛋白,主要負(fù)責(zé)RNA的復(fù)制)、15個(gè)非結(jié)構(gòu)蛋白(Nsp1-10和Nsp12-16)以及8個(gè)輔助蛋白。血清學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),在無(wú)癥狀感染者和感染新冠一周內(nèi)的患者體內(nèi),針對(duì)SARS-CoV-2的S或N蛋白的IgM、IgG和IgA抗體明顯增多。此外,自身的抗體水平與疾病進(jìn)展、感染程度也息息相關(guān)。但是關(guān)于新冠病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白和輔助蛋白的相關(guān)研究較少,臨床上對(duì)于其在患者體內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程也知之甚少。
該文章于2022年發(fā)表在Journal of Advanced Research雜志,由上海交通大學(xué)陶生策教授團(tuán)隊(duì)與華中科
技大學(xué)范雄林教授團(tuán)隊(duì)共同完成。研究者用自身免疫抗體IgG的應(yīng)答去評(píng)估COVID-19患者的愈后狀態(tài)。在本研究中,作者假設(shè)抗SARS-CoV-2 IgG抗體水平可以幫助預(yù)測(cè)患者的感染程度以及生存率,同時(shí)采用蛋白質(zhì)組學(xué)芯片技術(shù)進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)。為了提高檢測(cè)的通量和速度,作者構(gòu)建了一個(gè)含有20種待測(cè)病毒重組蛋白芯片,使用臨床血清樣本進(jìn)行蛋白微陣列檢測(cè)。樣本采集于2020年2月17日到2020年4月28日之間,經(jīng)武漢同濟(jì)醫(yī)院核酸檢測(cè)陽(yáng)性,并結(jié)合臨床影像學(xué)肺部CT診斷確診為新冠病毒確診病例的患者,共1034例包含524例女性,510例男性。蛋白芯片檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)IgG對(duì)大多數(shù)非結(jié)構(gòu)蛋白和輔助蛋白有明顯的響應(yīng),這提示NSP1,NSP4,NSP7,NSP8,NSP9,NSP10,RdRp,NSP14 and ORF3b,ORF9b可能成為臨床潛在的監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展和預(yù)測(cè)治療效果的生物標(biāo)志物。

圖1:(1)作者使用ArrayJet Super Marathon在硝化纖維素(NC)載玻片上進(jìn)行高通量蛋白點(diǎn)樣.玻片分為14個(gè)相同的矩陣,每個(gè)矩陣包含20種待測(cè)蛋白,谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶陰性對(duì)照以及IgG和ACE2-Fc陽(yáng)性對(duì)照,點(diǎn)樣好的玻片封閉3小時(shí)后,-80℃儲(chǔ)存?zhèn)溆?實(shí)驗(yàn)時(shí)在載玻片上放置一個(gè)含有14個(gè)獨(dú)立腔室的橡膠墊圈對(duì)14個(gè)矩陣進(jìn)行隔斷,使用患者和健康人的血清進(jìn)行孵育,熒光二抗使用Cy3-標(biāo)記的goat anti human IgG,后期采用熒光掃描儀進(jìn)行熒光強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析,找到相關(guān)潛在靶點(diǎn);(2)統(tǒng)計(jì)直方圖表明新冠患者死亡病例血清中IgG抗體對(duì)相關(guān)蛋白的應(yīng)答強(qiáng)于新冠生存者。
圖2:對(duì)1034例COVID-19患者和601名健康人在蛋白芯片上進(jìn)行IgG反應(yīng),發(fā)現(xiàn)10種非結(jié)構(gòu)和輔助蛋白在不同組別間存在明顯差異。
圖3:對(duì)1034名患者進(jìn)行生存率曲線分析發(fā)現(xiàn)高表達(dá)10種非結(jié)構(gòu)和輔助蛋白的死亡風(fēng)險(xiǎn)高于低表達(dá)組。
本篇文章的數(shù)據(jù)結(jié)果驗(yàn)證了作者的假設(shè),證實(shí)了IgG抗體具有較高的預(yù)測(cè)效能,同時(shí)找到了新冠病毒相關(guān)的潛在生物標(biāo)志物,并且提供了蛋白質(zhì)組學(xué)芯片的一種新應(yīng)用--通過(guò)血清IgG反應(yīng)來(lái)預(yù)測(cè)COVID-19患者的感染程度和健康狀態(tài)。除此之外,患者體內(nèi)高表達(dá)8種非結(jié)構(gòu)蛋白和2輔助蛋白會(huì)增加后期的死亡風(fēng)險(xiǎn)。本研究對(duì)提高臨床管理水平、開發(fā)有效的醫(yī)療干預(yù)手段以及疫苗研發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jare.2021.11.014
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