北京皮肤病专科医院 http://disease.39.net/bjzkbdfyy/210805/9278663.html新型冠状病*（SARS-CoV-2）引起的肺炎（COVID-19）疫情已被世卫组织列为全球性重大流行病（累计死亡近万），迫切需要行之有效的治疗方案。研究表明，由促炎性细胞因子/趋化因子大量分泌所致的细胞因子风暴（CRS）是引起多器官损伤/功能衰竭等不良预后的重要因素；而靶向CRS的免疫疗法为COVID-19治愈提供潜在可能性。因此，深入探究COVID-19患者体内CRS驱动因素及其发生机制具有重要临床意义。
今年3月，重庆医科大学感染性疾病分子生物学教育部重点实验室*爱龙教授课题组与清华大学药学院胡泽平教授课题组在NatureCommunications上在线发表了题为“IntegratedcytokineandmetaboliteanalysisrevealsimmunometabolicreprogramminginCOVID-19patientswiththerapeuticimplications”的研究论文。作者利用代谢组学和炎症因子整合分析，发现COVID-19患者外周血代谢物与细胞因子/趋化因子间具有强相关性，进一步揭示了重症新冠肺炎感染患者代谢紊乱与炎症反应过度激活相关。此外，作者利用恒河猴模型证实干预精氨酸、色氨酸或嘌呤代谢可以有效抑制新冠病*感染所致的PBMC细胞中炎症因子释放。
健康人血清：17例
轻型新冠患者血清（14例入院1-18天患者；7例连续随访患者）
重症新冠患者血清：23例入院1-18天患者
非新冠病*感染的急性上呼吸道感染者血清：20例
非靶代谢组学、靶向代谢组学、细胞因子/趋化因子分析
临床检测：COVID-19患者的临床信息和血清细胞因子分析
组学检测：COVID-19患者血清样本的代谢谱分析
相关性分析1：细胞因子释放与COVID-19患者代谢紊乱的相关性
相关性分析2：轻度COVID-19随访患者的纵向代谢物与细胞因子的相关性
动物实验：调节代谢对PBMCs离体细胞因子释放的影响
主要研究结果
1.临床检测：COVID-19患者的临床信息和血清细胞因子分析
作者对COVID-19患者队列（包含17名健康对照、14名轻度和23名重度感染者）及7名轻度患者独立随访队列进行临床信息收集和细胞因子分析：临床信息结果显示重症患者中，淋巴细胞计数显著减少，C反应蛋白（CRP）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、直接胆红素（DBIL）和葡萄糖显著增加，与先前结果一致。
图1.轻度和重度COVID-19患者临床信息展示
细胞因子分析显示，细胞因子/趋化因子在COVID-19患者中显著升高，其实IL-6、IL-1β、IL-10、IL-18和IFN-γ在内的CRS相关细胞因子表达与感染严重程度相关，表明COVID-19感染会导致广泛而强烈的炎症反应。
图2.COVID-19患者的细胞因子数据概述
2.组学检测：COVID-19患者血清样本的代谢谱分析
作者对上述样本进行靶向和非靶向代谢组学分析，其中靶向鉴定到种代谢物、非靶向鉴定到种代谢物，其中有36种趋势一致，并且与疾病严重程度相关。
接着，作者对20例非COVID-19疾病上呼吸道感染患者的血清样本进行靶向代谢组学分析，发现与COVID-19感染者具有显著差异，表明COVID-19患者具有独特的代谢紊乱。
为进一步明确COVID-19患者体内的代谢改变情况，作者通过富集分析发现轻度和重度患者中初级胆汁酸的生物合成、氨基酸代谢和核酸代谢发生显著扰动，而烟酸和烟酰胺代谢、色氨酸代谢和柠檬酸循环等几种代谢途径仅在重症患者中发生改变。有趣的是，与疾病严重程度密切相关的代谢物大多与嘌呤代谢、色氨酸代谢和精氨酸代谢相关。
图3.轻度和重度COVID-19患者血清样本的代谢谱分析
3.相关性分析1：细胞因子释放与COVID-19患者代谢紊乱的相关性
接着，作者调整年龄和性别后，利用线性回归分别对轻度和重度患者的细胞因子和代谢物进行独立相关性分析。结果显示，轻度患者的代谢途径失调与多种细胞因子（IL-15、IL-10、IL-2RA）高度相关；重度患者中代谢途径失调与多种重要炎症因子（IL-6、IP-10、IL-8、M-CSF、IL-1α）之间存在紧密的相关性。
值得注意的是，从轻度到重度患者，包括IL-6、IP-10和M-CSF在内的炎性细胞因子与代谢物的相关性增加。接着，作者重点
