Назад
Исследователи обнаружили биомаркер, который может помочь в раннем выявлении людей с высоким риском развития тяжелой формы COVID-19.
В работе использовались передовые пространственные транскриптомные методы для поиска генов, связанных с чрезмерным воспалением в легких, что является ключевым показателем тяжелой формы COVID-19. Результаты исследования, недавно опубликованные в European Respiratory Journal, способны произвести революцию в лечении пациентов и облегчить нагрузку на систему здравоохранения стран. В настоящее время исследователи участвуют в международном проекте по переводу этих исследований в диагностический тест для выявления пациентов с высоким риском развития тяжелой формы COVID-19 на ранних стадиях инфекции, чтобы более целенаправленно оказывать медицинскую помощь и предотвратить госпитализацию в отделения интенсивной терапии, связанную с тяжелой формой заболевания.
Ключевые положения статьи:
- Исследователи нашли способ прогнозировать степень тяжести Covid-19, изучив изменения воспаления в легких
- Ген IFI27, который, как известно, активируется иммунной системой в ответ на вирусы, предсказывает развитие болезни и тесно связан с тяжестью заболевания
- В настоящее время разрабатывается диагностический тест, который поможет медицинским работникам выявить пациентов, которым, скорее всего, потребуется дополнительное лечение, до того, как их состояние ухудшится.
Исследовательская группа отобрала образцы у 30 пациентов из трех групп: 10 пациентов с COVID-19, 10 пациентов с гриппом H1N1 и 10 неинфицированных. Соавтор работы Чин Ви Тан говорит, что группа смогла создать транскрипционный ландшафт генов, показывающий, как различные части легких подвергаются воздействию в каждом сценарии. "Было обнаружено, что лишь ограниченное число биомаркеров значительно повышено в легких пациентов с COVID-19 по сравнению с пациентами с гриппом. Наличие гена IFI27 достоверно предсказывало тяжелое воспаление легких", - рассказывает Тан.
"Наше мультикогортное исследование показало, что экспрессия биомаркера IFI27 у пациентов с COVID-19 может предсказать прогрессирование заболевания и сильно ассоциирована с тяжестью болезни".
Это открытие может проложить путь к разработке диагностического теста, чтобы пациентов, подверженных высокому риску развития тяжелой формы COVID-19, можно было отбирать и лечить на ранней стадии. "Когда пациент приходит в клинику, мы можем оценить, насколько тяжелыми станут его симптомы, измерив уровень IF127 в крови - независимо от того, какие симптомы у него наблюдаются", - отметил Тан. "Такое раннее выявление пациентов с высоким риском поможет улучшить стратификацию пациентов; не только во время текущей пандемии, но и, возможно, будущих вирусных пандемий".
"Новая технология Nanostring GeoMX и подходы к проведению эксперимента, сыграли решающую роль в лучшем понимании того, как COVID-19 воздействует на легочную ткань", - сказал Тан.
"Мы использовали метод, называемый пространственной транскриптомикой, который позволяет нам добавить дополнительные измерения к информации, которую мы можем собрать из образцов. Технология может учитывать местоположение и разнообразие тканей таким образом, который невозможен при использовании других методов. В данном случае это позволяет получить более глубокую картину клеточных изменений, вызванных вирусной инфекцией. Это позволило нам определить реакцию хозяина на вирус и пространственные отношения между легкими и инфицированными вирусом клетками".
Arutha Kulasinghe et al. Профилирование легочной инфекции SARS-CoV-2 и вируса гриппа позволяет выявить специфические для вируса реакции хозяина и генные сигнатуры (аннотация).
Для понимания вирусного патогенеза и подтверждения предполагаемых биомаркеров COVID-19, которые были предложены в клинических исследованиях, необходимо более точное определение реакции легочного хозяина на инфекцию SARS-CoV-2. В данном исследовании мы использовали направленную транскриптомику тканей FFPE с помощью платформы Nanostring GeoMX™ для создания углубленной картины транскрипционного ландшафта легких при COVID-19, пандемическом гриппе H1N1 и у неинфицированных контрольных пациентов. Транскриптомика хозяина показала значительное повышение уровня генов, связанных с воспалением, выработкой интерферона I типа, коагуляцией и ангиогенезом в легких пациентов с COVID-19 по сравнению с неинфицированным контролем.
SARS-CoV-2 был неравномерно распределен в легких (что подчеркивает преимущества пространственной транскриптомики), причем участки с высокой вирусной нагрузкой ассоциировались с повышенным ответом интерферона I типа. После контроля доминирующего типа клеток, присутствующих в образце, корреляций внутри пациента и вариаций между пациентами, только очень ограниченное количество генов было дифференциально экспрессировано в легких пациентов с летальным исходом от гриппа и COVID-19. Примечательно, что ген IFI27, связанный с интерфероном, который ранее был определен как полезный биомаркер крови для дифференциации бактериальных и вирусных инфекций легких, был значительно повышен в легких пациентов с COVID-19 по сравнению с пациентами с гриппом.
В совокупности эти данные демонстрируют, что пространственная транскриптомика является мощным инструментом для выявления новых генных сигнатур в тканях, предлагая новое понимание патогенеза SARS-COV-2 для помощи в стратификации и лечении пациентов.
