Eur Respir J:新冠肺炎代谢失调提示新的生物标记物和未来治疗策略?

2021-10-28 小文子 MedSci原创

代谢组学变化可作为COVID-19的生物标志物,还可深入了解致病机制和药理学靶点。

新冠肺炎大流行以来,全世界做出了巨大的努力,但除了单克隆抗体外,仍未找到有效的治疗方法。新冠肺炎的代谢组学异常与脓毒症和急性呼吸衰竭相似,表明导致急性生物能量危象的共同机制。Eur Respir J杂志发表了一篇社论,认为新冠肺炎代谢组学变化可预测患者结局,并提示由病毒劫持线粒体逃避先天性免疫反应驱动的生物能量危机起关键作用。

Jia等发表的代谢组学分析揭示了新冠肺炎阶段特异性。患者(n = 63)被分为轻度、重度和恢复期,另外90例患者以及41例非感染患者为对照组。研究者同时利用广谱、半定量质谱分析以及靶向质谱分析。

结果发现葡萄糖代谢持续破坏以及三羧酸循环和尿素循环失调是治疗干预的潜在靶标,表明潜在的生物能量危机是新冠肺炎的关键致病特征。此外,IL-1β、TNF-α和IL6的变化与代谢组学特征相关联。毫无疑问,三种细胞因子都随着疾病的严重程度而增加。尽管在疾病恢复过程中水平下降,但与非感染对照患者相比,细胞因子水平仍持续升高。

与脓毒症和急性呼吸衰竭研究结果类似,线粒体功能障碍对驱动新冠肺炎结局起关键作用。因此,患者血浆中大量线粒体DNA损伤相关分子类型(mtDNA DAMPs)-可促进免疫和非免疫细胞产生细胞因子-是新冠肺炎患者ICU入院、插管和死亡的早期预测因子。代谢组学变化与线粒体功能障碍之间的相关性,可以为旨在将代谢组学特征恢复到稳态的新疗法提供依据。

据估计,50%的ICU机械通气患者会发展为ICU后综合征,80%的幸存者在初次患病后两年内进入养老院、康复中心或ICU治疗。一半幸存者长期认知能力下降。相当一部分人出院后未重返工作岗位,因此,了解代谢组学变化与生活质量的关系有可能是改善新冠肺炎幸存者长期生活质量的治疗策略。

结果表明,定期监测代谢生物标志物,以确定新冠肺炎演变过程中的时间依赖性变化。未来可以考虑靶向营养干预可能将代谢组学特征恢复到稳态。最后,抑制线粒体氧化应激或修复氧化性线粒体DNA损伤的策略也有可能成为靶向代谢组学指导下的治疗策略。

原文出处:

Hartsell EM, Gillespie MN, Langley RJ. Does acute and persistent metabolic dysregulation in COVID19 point to novel biomarkers and future therapeutic strategies?. Eur Respir J 2021; in press (https://doi.org/10.1183/13993003.02417-2021).

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