-中國首繪新冠逝者蛋白質分子病理全景圖：含肝、睪丸等多器官
科學家針對新冠病毒及致病機理的研究在持續(xù)深入，關于新冠肺炎患者器官損傷背后分子層面的“面紗”也在逐漸揭開。北京時間1月9日，頂級學術期刊《細胞》（Cell）在線發(fā)表了由西湖大學生命科學學院和華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院的研究人員共同完成的一項研究，題為“Multi-organ Proteomic Landscape of COVID-19 Autopsies”。 研究報告了2020年初因新冠肺炎去世的患者體內(nèi)多器官組織樣本中蛋白質分子病理全景圖，有助于較深入認識新冠致死機理，及對患者進行精準的干預治療。
這是在全球范圍內(nèi)第一次從蛋白質分子水平上，對新冠病毒感染人體后多個關鍵器官做出的響應進行了詳細和系統(tǒng)的分析，為臨床工作者和研究人員制定治療方案、開發(fā)新的藥物及治療方法提供了線索和依據(jù)。
西湖大學郭天南特聘研究員、武漢協(xié)和醫(yī)院胡豫教授、夏家紅教授和西湖大學朱怡副研究員為該論文的共同通訊作者。武漢協(xié)和醫(yī)院聶秀教授、郭天南課題組博士生錢鎏佳和孫瑞、協(xié)和醫(yī)院黃博和董小川、郭天南課題組科研助理肖琦，以及西湖歐米（杭州）生物科技有限公司的張秋實為共同第一作者。
郭天南實驗室稱，這項研究相當于研究團隊將醫(yī)生在顯微鏡下看到的人體感染新冠后細胞組織的改變放大了數(shù)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。論文顯示，研究團隊收集了19例COVID-19去世患者的肺、脾、肝、心臟、腎臟、甲狀腺和睪丸等7種器官共144份組織樣本。這19例COVID-19患者全部死新冠肺炎或呼吸衰竭，其中7例并發(fā)晚期多器官功能障礙綜合征(MODS)。同時，他們還收集了來自56例非COVID-19患者的74份對照組織樣本。
通過鏡下的病理學檢查，研究團隊發(fā)現(xiàn)患者的肺部出現(xiàn)彌漫性肺泡損傷、肺纖維化、中性粒細胞浸潤及血栓形成等病理改變，脾臟白髓萎縮，肝臟發(fā)生脂肪化生和部分病例出現(xiàn)梗死，心臟發(fā)生心肌水腫及間質淋巴細胞浸潤現(xiàn)象，腎臟發(fā)現(xiàn)急性腎小管損傷。
基于高壓循環(huán)技術（PCT）及TMT標記結合鳥槍法蛋白質組技術的質譜數(shù)據(jù)采樣以及組學數(shù)據(jù)分析，研究團隊共鑒定了11394個人源蛋白質分子，繪制出新冠危重癥死亡患者的多器官蛋白分子全景圖。與非新冠患者的對照組織樣本比較后發(fā)現(xiàn)，去世患者樣本組的5336個蛋白質發(fā)生了改變。
其中，在上述7種器官組織中，研究團隊在脾臟紅髓里未鑒定到明顯改變的蛋白，而肝臟里改變的蛋白數(shù)量最多(N=1970)。研究團隊認為，這意味著新冠肺炎致死患者中肝臟受到的損傷可能比較大。
值得一提的是，在新冠病毒入侵人體的過程中，病毒受體血管緊張素轉化酶2（ACE2蛋白，人體內(nèi)調節(jié)血壓的一個蛋白）是與入侵“鑰匙”刺突蛋白結合的受體。研究團隊這項分子研究發(fā)現(xiàn)，ACE2蛋白的數(shù)量在新冠患者各類器官中與非新冠病人并無顯著差別。但另一個蛋白，即幫助病毒進入細胞相關的組織蛋白酶L（CTSL），在新冠患者肺部卻明顯增多。
研究認為，這提示ACE2的表達水平并沒有在新冠致死患者中出現(xiàn)改變，僅僅是新冠病毒進入人體的一個通道，CTSL卻可能是阻斷病毒入侵的潛在治療靶點。
研究團隊進一步對多種器官的生理功能、病理形態(tài)與蛋白質組學進行系統(tǒng)比較研究，發(fā)現(xiàn)了多個肺部蛋白出現(xiàn)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。蛋白組學同時顯示，肺部和脾臟表現(xiàn)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征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征。
另外，雖然從臨床病理學來看只有肺部發(fā)生了實質性的纖維化病變，但蛋白組學結果卻顯示，肝臟、腎臟等器官也有組織纖維化的先兆。這提示對已恢復健康的危重癥新冠病人而言，需要對“多器官纖維化”這一可能出現(xiàn)的后遺癥進行預防和采取提前干預。
值得一提的是，在此次大流行中，男性感染及死亡率更高、新冠病毒損傷男性生殖功能等研究觀點此前也頗受關注。郭天南等人此次也找到了在新冠患者的睪丸組織中發(fā)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。
研究團隊同時提醒研究局限性，這些研究是基于新冠死亡患者的組織樣本，然而在輕癥及重癥患者中是否會出現(xiàn)同樣變化，以及這樣的變化是否可逆，還需要進一步研究。



關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關科普知識