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            西湖大學發現腸道菌群可能影響新冠肺炎的易感性

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              近日,西湖大學生命科學學院PI鄭鉅聖、郭天南團隊與中山大學陳裕明團隊合作,發現腸道菌群可能影響新冠肺炎的易感性。相關研究成果已於北京時間4月25日在預印版平臺medRxiv上線。

              (Gut microbiota may underlie the predisposition of healthy individuals to COVID-19

              https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.22.20076091v1)

              此項研究構建瞭一個血液蛋白組生物標志物風險評分系統(PRS),發現重癥新冠肺炎患者的風險評分與促炎癥因子呈正相關,而蛋白質組風險評分以及相關炎癥因子都與人體的腸道菌群密切相關。這一發現揭示腸道微生物群落的特征與健康人群對新冠肺炎易感可能存在重要關聯。

              隨著新冠肺炎在全球范圍內流行,科學傢們已經在臨床中發現,不同個體在感染新冠肺炎之後會出現輕癥或重癥,我們至今對造成這種差異的關鍵因素和原因還不瞭解。

              此前,郭天南實驗室已經發現新冠重癥患者重要生物標志物,他們和合作團隊一起對新冠肺炎患者血液中的蛋白質和代謝物分子進行系統檢測,發現重癥患者的血清中存在多種獨特的分子變化,並找到瞭一系列生物標志物,有望為預測輕癥患者向重癥發展提供導向。

              西湖大學郭天南實驗室發現新冠重癥患者重要生物標志物

              基於郭天南實驗室的發現,鄭鉅聖實驗室接過接力棒,一起投入到後續的研究中。

              過往的多項研究已經表明,血管緊張素轉化酶2(ACE2)是新冠病毒入侵人體的關鍵。作為人體內的一種蛋白,ACE2除瞭能夠調控血壓,也是腸道炎癥的重要調節因子,在回腸和結腸中的表達量甚至要高於肺。

            研究概念圖

              鄭鉅聖實驗室從事的是營養流行病學研究,腸道微生態是其主要研究方向之一。於是,他們試圖從上述獨特的生物標志物中,遴選出一部分用於預測健康人群對新冠肺炎的易感性和預後,同時通過機器學習和多組學分析探索腸道菌群是否能夠有效調節這些生物標志物。

              研究團隊整合瞭31名新冠肺炎患者(包括13名重癥患者)的血液蛋白質組數據,以及來自廣州2413名未感染健康者的多組學數據。由此,他們從郭天南實驗室此前發現的一系列生物標志物中,找出瞭20個能夠用於預測健康個體是否易感新冠重癥的血液蛋白質標志物,構建出一個血液蛋白組生物標志物風險評分系統——個體的評分越高,越易感重癥新冠肺炎。

            腸道菌群與蛋白質風險評分、細胞因子的關聯

              研究團隊利用990名健康人的蛋白質組大數據對以上蛋白質風險評分與炎癥因子的關系進行瞭驗證。進一步數據分析發現,腸道菌群特征對上述蛋白質生物標記物具有高度的預測性,而腸道菌群特征的破壞可能會誘發健康個體處於異常炎癥狀態,風險評分也相應升高。進一步推演得出,腸道菌群與重癥新冠肺炎易感性之間可能存在關聯。

            腸道菌群與代謝組學聯合分析

              此外,團隊成員也進行瞭糞便代謝組學分析,結果表明本研究發現的核心腸道菌群特征與炎癥之間可能通過氨基酸代謝相關通路進行連接。這進一步說明瞭腸道菌群可能是健康個體易患重癥新冠肺炎的影響因素之一。

              鄭鉅聖、郭天南等團隊的這一發現,為新冠肺炎的研究提供瞭一個新的視角:腸道菌群特征和相關代謝物,有可能作為一個潛在的預防及治療靶標。