肠道菌群可能是健康人群易感新冠肺炎并发展为重症的重要因素

全球新型冠状病毒肺炎(COVID-19)大流行正在威胁着世界上几乎每一个人的身体健康,与此同时,受到新冠疫情影响,全球失业率已达到一个极为惊人的程度,全球经济下行造成了广泛的社会动荡。
世界卫生组织(WHO)在3月初报告称:新冠肺炎患者80%症状较轻,但值得注意的是,在缺乏医疗资源的情况下,新冠肺炎患者的重症转化率可高达20%,并且重症患者整体死亡率可超过50%!
那么,为什么不同的人感染新冠病毒(SARS-CoV-2)表现出来的症状程度截然不同呢?
近日,西湖大学郑钜圣郭天南,及中山大学陈裕明合作,在医学预印本平台 medRxiv 上发表题为:Gut microbiota may underlie the predisposition of healthy individuals to COVID-19  的研究论文。
此项研究构建了一个基于20个预测重症新冠肺炎患者的血液生物标志物的蛋白质组风险评分系统,并发现重症新冠肺炎患者高风险评分与促炎症因子呈正相关,而后者与人体的肠道菌群密切相关。因此,研究人员构建了人体肠道菌群与重症新冠肺炎之间的联系。

这项研究提供了一个新的见解:肠道菌群可能是健康个体对新冠肺炎易感性的基础。在全球COVID-19危机中,已观察到易感性或疾病进展的巨大差异。这项研究结果提供了重要的证据和建议,说明了不同人群之间易感性差异背后的潜在生物学机制

更重要的是,该研究发现的核心肠道微生物特征和相关代谢产物可能作为潜在的预防易感人群的的靶标,也可以作为新冠治疗药物开发的潜在靶标。

人血管紧张素转换酶2hACE2是细胞膜表面的一种蛋白,多项研究表明hACE2是新冠病毒入侵人体细胞的关键受体,值得注意的是,ACE2是肠道炎症的重要调节因子,并且ACE2在回肠和结肠中的表达量要高于肺
2015年,Cole-Jeffrey 等报道ACE2对肠道菌群的组成也有重要作用,从而影响心肺疾病。此外,超过60%的新冠肺炎患者报告有胃肠道症状,如腹泻、恶心和呕吐,并且有胃肠道症状的患者总体上症状更为严重。
这些证据表明,肠道微生物群在新冠肺炎的病程进展中可能发挥着重要作用
近期,对新冠肺炎患者血液生物标志物的研究也确定了一组可以帮助预测新冠肺炎患者的病情进展的蛋白。然而,这些生物标志物可否用于预测健康人群对新冠肺炎的易感性和预后,并且肠道菌群是否能调节这些生物标志物,目前仍未清楚。
为了解决上述问题,郑钜圣课题组整合了来自31名新冠肺炎患者(13名为重症患者)的血液蛋白质组学数据和来自广州2413名未感染健康者的多组学数据。基于这些数据,研究人员构建了一个血液蛋白组生物标志物风险评分(PRS),用于预测重症新冠肺炎。
然后,研究人员在990名拥有蛋白质组和血液炎症生物标志物数据的健康个体中,调查了新冠肺炎相关的PRS与炎症生物标志物的相关性,以验证PRS与正常非感染个体的疾病易感性的关系。他们发现这个蛋白组风险评分与促炎细胞因子呈正相关
接下来,研究者利用机器学习模型准确预测了301名个体的上述血液蛋白质组生物标志物,而在另一组366名个体中,这些肠道菌群特征与促炎细胞因子高度相关。此外,粪便代谢组学分析表明,肠道微生物群与炎症之间可能存在氨基酸相关的通路
换句话说,肠道菌群与炎症存在联系,而炎症生物标志物又与重症新冠肺炎密切相关。最后,郑钜圣课题组确定了了40个宿主和环境因素对上述核心肠道菌群特征差异的贡献。
总而言之,肠道菌群与人类关系密切,研究团队通过一组与新冠肺炎相关的蛋白生物标志物的风险评分揭示了肠道微生物群落的特征与健康人群对新冠肺炎易感的关联性,并表明肠道菌群可能是正常人易患严重的新冠肺炎的重要因素

这项研究结果提供了重要的证据和建议,说明了不同人群之间易感性差异背后的潜在生物学机制更重要的是,该研究发现的核心肠道微生物特征和相关代谢产物可能作为潜在的预防易感人群的的靶标,也可以作为新冠治疗药物开发的潜在靶标。

论文链接:https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.22.20076091v1
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