尿液可诊断新冠轻重症

　　

　　（香港文汇报记者 茅建兴 杭州报道）过去两年来，新冠的爆发让全人类措手不及，截至今天，新冠病毒仍然在地球上大部分地区肆虐。西湖大学生命科学学院郭天南实验室和合作团队在最近一期出版的《细胞报告》（Cell Reports） 发表了题为《尿液蛋白质组和代谢组分析发现新冠患者异常的免疫反应》（Proteomic and metabolomic profiling of urine uncovers immune responses in patients with COVID-19） 的研究论文。该研究表明新冠肺炎病人的尿液作为一种完全无创的生物样本，从尿液中获取的生物分子可以灵敏地反映机体的病理状态。这项研究从尿液中筛选出20个蛋白质标志物并建立模型，成功从蛋白质组水平上实现了对新冠轻重症患者的诊断。该研究同时针对性地提出了新冠患者存在潜在肾损伤的问题。

　　

　　◆ 郭天南（右）在西湖大学蛋白质大数据实验室进行蛋白质谱分析。

　　西湖大学生命科学学院研究员郭天南表示，尿液主要来源于外周循环，相比血清、组织等样本，无需专业採集手段即可获得，完全可以满足日常实时健康监测的要求。利用尿液中的生物分子对人体健康状态进行监测，对于未来精准医学、精准抗疫具有重要的实用价值和现实意义。

　　“我们去医院都会做抽血、尿常规检查，但是尿液主要用于肾功能和泌尿系统感染的检查，没有更多的利用。在新冠疫情期间，我们通过相关医院收集了一些新冠患者的尿液样品，经过质谱分析，我们发现尿液里面可以测到几千个蛋白，通过机器学习模型，发现尿液蛋白也可以判断新冠的轻症与重症。”

　　

　　◆ 郭天南实验室合作团队。

　　更灵敏反映机体疾病变化

　　该研究对COVID-19患者组、健康对照组，以及疾病对照组的共计115个尿液、血清样本进行了系统研究，运用蛋白组学和代谢组学的分析手段，对各组病人进行了研究对比。从蛋白层面分析，单位体积的尿液蛋白含量在轻、重型COVID-19组中与健康组相比明显升高，这个结果提示尿液可能会更灵敏地反映机体疾病水平的变化。

　　该研究共定量了1,494个血清蛋白，3,854个尿液蛋白，903个血清代谢物和1,033个尿液代谢物。郭天南团队研究发现尿液中的蛋白分子量分布与全人类蛋白组的蛋白分子量分布一致，这说明尿液样本不会漏掉某一类蛋白而导致信息丢失。

　　机器学习结果显示，尿液蛋白对于轻重型新冠肺炎的区分能力与血清蛋白基本一致。该研究在此基础上，建立了基于20个尿液蛋白的机器学习模型，并进一步发现，随着疾病进程加重（健康—轻型—重型），有301个蛋白的相对丰度在尿液和血清中呈现出相反的表达模式。两种参与肾小管重吸收的重要调节因子megalin（LRP2）和cubilin （CUBN），在 COVID-19 患者尿液中的含量均呈现下降趋势。这说明COVID-19患者的肾小管重吸收过程可能出现了紊乱失调，导致尿液中某些蛋白质变化呈现出与血液中不同的表达模式。郭天南表示，这种现象可能也存在于其他疾病中，还有待进一步研究。

　　不受控制的先天性炎症反应引起的细胞因子风暴，是导致COVID-19患者高死亡率的主要原因，因此该研究还着重关注了血清和尿液中的细胞因子的变化情况。该研究在血清中定量到了124个细胞因子，在尿液中定量到了197个。尿液中的CXCL14与COVID-19患者的血清淋巴细胞计数具有显著的相关性，或可能用于指示COVID-19病情的严重程度。

　　倡跟踪观察康复者肾脏功能

　　此外，该研究还在尿液蛋白组中特异性地发现了一些与病毒出芽相关的蛋白，它们在COVID-19患者的尿液中呈现显著的下调趋势，且未在血清中检测到。郭天南认为这一结果表明在这一研究里，尿液蛋白组显示了比血液蛋白组更高的检测灵敏度。该研究还发现蛋白的失调可能会导致肾脏损伤，要密切关注新冠患者肾损伤的临床指徵，并在新冠康复后保持对肾脏功能的跟踪观察。

　　郭天南表示，核酸检测到的是病毒本身是什么，但我们在临床经常会发现，感染同一种病毒的患者，不是每个人与这个患者接触都会感染成阳性，有阳性的患者大部分是轻症，很小部分是重症。为什么感染同一种病毒，每个人的反应不一样呢？免疫力通过鼻拭子和咽拭子是检测不到的，因为核酸检测只是反映病毒本身的特徵，怎么去判断这个人是轻症、重症还是阴性？比如打同样的疫苗，有的人抗体很强，有的抗体很弱，这个区别在哪里？

　　这个区别过去一直都认为是在于血液里面，因为这是周身循环的，可以看到很多免疫相关的蛋白。“现在我们就发现这个改变还可以通过尿液观察到，而且尿液里面的信息比血液里更多，血液里面我们只能测到1,000多个蛋白，尿液里面可以测到3,800多个蛋白。”郭天南说。

　　来源：香港文汇网