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为探究新冠病毒(SARS-CoV-2)感染后肺后遗症(PS)和长新冠(LC)的致病机制差异,研究人员对 PS、LC 患者及康复者(Rec)进行前瞻性观察研究。结果发现 PS 和 LC 患者免疫反应及器官损伤生物标志物存在差异,这为理解两种疾病的潜在生物学机制提供依据。
新冠疫情给全球公共卫生带来巨大挑战,多数患者感染新冠病毒(SARS-CoV-2)后能完全康复,但部分患者会出现肺后遗症(PS,定义为一氧化碳弥散量 DLCO<80% 参考值)和长新冠(LC,表现为慢性症状且无其他明确诊断) 。目前,PS 和 LC 的致病机制是否相似尚不清楚,此前研究对二者的区分也不明确,这给疾病的诊断和治疗带来困难。
为了深入了解 PS 和 LC 的发病机制,来自西班牙多家研究机构(Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer、Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Respiratorias 等)的研究人员开展了一项前瞻性、观察性、对照研究。
研究人员选取了 113 名 2020 年 5 月至 11 月因 PCR 确诊 COVID-19 肺炎住院的成年人,这些患者均未接种疫苗。根据出院 12 个月后的健康状况,将患者分为 PS 组(51 人)、LC 组(31 人)和 Rec 组(31 人) 。
研究中,研究人员用到的主要关键技术方法包括:临床评估,利用 SF-36 和疲劳结构化问卷评估症状,依据 ERS/ATS 标准测量肺功能;血液样本采集,在出院 6 个月和 12 个月时采集外周静脉血,分离血浆和血清并储存;免疫相关指标检测,通过多种免疫分析方法检测补体、免疫球蛋白、自身抗体水平;蛋白质定量分析,使用 Olink 多重邻近延伸分析和 ELISA 测定血浆中 184 种蛋白质的相对丰度;生物信息分析,运用 Gene Ontology 和 KEGG 通路分析蛋白质功能,借助 STRING 工具探索蛋白质相互作用;统计分析,采用 Kruskal-Wallis 检验、Wilcoxon 配对事后检验等方法进行数据分析。
研究结果如下:
- 患者特征:PS 组和 Rec 组年龄、性别相似,LC 组稍年轻,PS 组既往心血管疾病患病率较高。感染后 6 - 12 个月,非肺部症状患者比例下降,但仍有部分 Rec 组患者在 6 个月时出现非肺部症状,PS 组患者 12 个月时也有较多非肺部症状。
- 免疫球蛋白和自身抗体:LC 组 IgM 总剂量、IgG/IgA 和 IgM/IgA 比值高于 Rec 组,PS 组与 Rec 组相似。PS 组抗核反应阳性患者比例高于 Rec 组,LC 组也有升高趋势。
- 炎症蛋白:PS 组补体蛋白 C3 水平高于 LC 组。研究组间有 21 种炎症蛋白存在差异,如 IFN-γ、IL-8 等在 PS 和 LC 组均高于 Rec 组,IL-6 在 PS 组高于 LC 组,CCL20 仅在 PS 组升高。
- 与 DLCO 的相关性及变化:PS 组中 6 种升高的细胞因子与 12 个月时的 DLCO 水平呈负相关。6 个月时,PS 组 CCL20 和 IFN-γ 已升高,CCL3 和 CCL19 在 6 - 12 个月升高。
- 功能富集分析:PS 和 LC 组中增加的蛋白质涉及免疫细胞迁移、激活和抗微生物免疫反应等过程。PS 组还与 T 细胞功能相关,LC 组抗菌反应增强。
- 器官损伤标志物:LC 组有 22 种血浆蛋白水平改变,其中 17 种高于 Rec 组,PS 组与 Rec 组循环器官损伤标志物相似。PS 组 GDF15 和 WFDC2 水平升高,且与 DLCO 相关。
研究结论和讨论部分表明,新冠感染 12 个月后,PS 和 LC 患者均存在持续的全身炎症,但二者存在差异。PS 组 C3 蛋白水平升高、抗核自身抗体阳性患者比例增加,且 CCL3 和 CCL19 与 PS 及 DLCO 恶化相关;LC 组循环器官损伤标志物水平升高。这意味着两种疾病可能存在共同的持续抗病毒反应,但潜在生物学机制不同。该研究为深入理解 PS 和 LC 的发病机制提供了重要依据,有助于未来开发更具针对性的诊断和治疗方法,不过研究存在样本量有限等局限性,后续还需进一步研究明确差异是宿主特异性还是病毒特异性的。