综述:蛋白质组学如何揭示COVID-19感染的奥秘?质谱技术作为发现新型蛋白质生物标志物的工具

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Current Proteomics 0.5

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  这篇综述系统阐述了质谱(MS)技术在COVID-19蛋白质组学研究中的关键作用,通过分析血浆/血清蛋白质谱(proteomics)揭示疾病生物标志物(biomarkers),探讨了样本前处理(如去高丰度蛋白策略)对低丰度蛋白检测的影响,为理解SARS-CoV-2致病机制、预后预测及靶向治疗开发提供了重要技术支撑。

  

Abstract
COVID-19大流行由SARS-CoV-2冠状病毒引发,自2019年底以来持续威胁全球公共卫生。蛋白质组学技术特别是质谱(MS)因其高灵敏度成为发现疾病相关蛋白质标志物的核心工具。血浆和血清作为易获取的生物样本,其蛋白质动态变化可反映感染进程,但高丰度蛋白(如白蛋白)的干扰需要通过去高丰度蛋白策略(depletion strategies)和分级分离(fractionating)技术来提升低丰度蛋白的检出率。

关键技术突破
轨道阱(Orbitrap)等高分辨率质谱仪实现了对COVID-19患者血清中数千种蛋白质的同步鉴定与定量。研究发现,补体系统(Complement system)蛋白C3、纤维蛋白原(Fibrinogen)链等与疾病重症化显著相关,而载脂蛋白(Apolipoproteins)家族成员则可能成为早期诊断标志物。值得注意的是,质谱数据揭示的干扰素刺激基因(ISGs)表达谱为理解宿主抗病毒免疫应答提供了分子层面的证据。

临床转化挑战
尽管发现了一批候选标志物,但血液样本的异质性和前处理标准化仍是临床转化的主要瓶颈。最新研究采用磁珠纯化(Magnetic bead purification)结合微流控芯片(Microfluidic chips)技术,将标志物检测灵敏度提升至飞摩尔(fM)级别。此外,机器学习算法(如随机森林模型)被用于整合多组学数据,显著提高了对急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等重症并发症的预测准确性。

未来展望
单细胞质谱(scMS)技术和空间蛋白质组学(Spatial proteomics)的发展,将有望在宿主-病毒相互作用图谱绘制方面取得突破。同时,基于质谱的靶向蛋白质定量(PRM/SRM)技术正在推动个体化诊疗方案的制定,例如通过监测血管紧张素转换酶2(ACE2)的剪切形式来评估药物干预效果。这些进展为应对未来新发突发传染病提供了重要的技术储备。

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