杂志名称：Frontiers in Immunology

 

影响因子：7.6

 

文献题目：ComprehensiveProfiling of Inflammatory Factors Revealed That Growth DifferentiationFactor-15 Is an Indicator of Disease Severity in COVID-19 Patients

 

第一作者：Xiangyun Teng，JiaqiZhang

 

通讯作者：Jianhua Xu，Ruo-PanHuang

 

作者单位：

广州中医药大学顺德医院

RayBiotech

 

本实验所用产品：人440个蛋白高通量抗体芯片（QAH-CAA-440）

 

实验样品：血清

 

研究背景：

COVID-19 具有高度异质性，疾病严重程度从无症状到轻度到重度不等，导致广泛的临床表现（咳嗽、发热、肌痛和不适），最终可导致急性呼吸道疾病。遇险综合征 (ARDS) 甚至导致死。然而，许多危重死亡的患者在疾病的早期阶段并没有表现出严重的临床表现，而是出现了轻微的发烧、咳嗽或肌肉酸痛等常见症状。这些患者的病情在疾病后期或恢复期间突然恶化，在很短的时间内发生多器官衰竭、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）和死亡。因此，研究用于监测 COVID-19 过程的生物标志物尤为重要。

细胞因子风暴被认为是ARDS 和多器官衰竭的主要原因之一，而抗体芯片的细胞因子表达谱广泛用于不同的传染病研究，以识别生物标志物，广州中医药大学顺德医院徐建华教授团队联合RayBiotech黄若磐教授团队使用高通量抗体芯片共同探索用于监测 COVID-19 过程的生物标志物。
 

1 结果

 

1.1参与者症状，合并症及临床特征

表 1 总结了参与者的人口统计学和健康状况数据。参与者的常规临床实验室特征见表2和图1。 

 

1.2 高通量抗体芯片分析血清表达谱，寻找生物标志物

为了研究与 COVID-19 相关的因素，研究团队首先使用抗体芯片筛选来自不同疾病严重程度组（无症状、轻度、中度、重度和恢复期）和健康对照的血清中的 440 个因子。通过分析确定了与 COVID-19 疾病严重程度相关的 11 个差异蛋白，包括：TRAIL R1、IGFBP-1、IGFBP-4、VCAM-1、sFRP-3、FABP2、转铁蛋白、GDF15、IL-1F7（也称为IL-37)、IL-5Ra 和 CD200。与健康对照相比，COVID-19 患者的 11 个差异表达因子中有 9 个显着增加：TRAIL R1、IGFBP-1、IGFBP-4、VCAM-1、sFRP3、FABP2、转铁蛋白、GDF15 和CD200（P < 0.01），其中发现 8 名糖尿病患者的 TRAIL R1 水平比非糖尿病患者高得多，这表明 TRAIL R1 可能导致糖尿病相关的 COVID-19 疾病严重程度。此外，IL-5Ra、FABP2、CD200 和转铁蛋白的水平在中度组中始终显示出最高水平，表明这些因素可以作为反映 COVID-19 疾病严重程度的敏感生物标志物。

研究团队发现在无症状、轻度、中度和重度COVID-19 患者组中，GDF15 水平随着疾病严重程度的增加而持续增加。此外，与健康对照组相比，恢复期组的 GDF15 表达恢复到相似水平，表明 GDF15水平密切反映了疾病的进展。

 

 

 

 

1.3 标志物验证

为了进一步验证抗体芯片的结果，研究团队使用ELISA 来检测 IL-10、IP-10、GDF15、eotaxin-2 和MCP-2 的水平。研究团队发现抗体芯片的结果与ELISA结果有很好的相关性，表明数据是可靠的。ELISA 确定的 GDF15 表达与抗体芯片确定的表达有很强的相关性（R = 0.87，P < 2.2e-16）（图 4C、D）。

GDF15 作为 COVID-19 严重程度的独立预测因子，研究团队分析了 GDF15 水平与疾病/治疗阶段（入院、缓解和出院）之间的相关性。在中度组中，GDF15 水平从入院到缓解期间轻度升高，表明该疾病表明血清 GDF15 水平是 COVID-19 患者疾病严重程度的有效诊断指标。

     

结论：

广东中医药大学顺德医院徐建华教授团队联合RayBiotech黄若磐教授团队，利用高通量蛋白芯片，探索预测 COVID-19 患者疾病严重程度并预防严重 COVID-19 发生或发展的潜在生物标志物，观察到GDF15 水平与 COVID-19 的严重程度，疾病进展密切相关，GDF15 可能作为 COVID-19 患者疾病严重程度的指标。两个团队共同发现了 COVID-19发生或发展的潜在生物标志物 ，为COVID-19预测及预防作出重要贡献。