布魯克分子表型組學(xué)在新冠肺炎研究中的應(yīng)用

澳大利亞國(guó)家表型組學(xué)中心定量核磁共振和質(zhì)譜分析平臺(tái)，對(duì)急性新冠肺炎后期綜合征（PACS）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和縱向監(jiān)測(cè)
 
澳大利亞珀斯，2021年5月20日?qǐng)?bào)道。一項(xiàng)關(guān)于新冠肺炎表型和后續(xù)表型轉(zhuǎn)換的臨床研究合作發(fā)現(xiàn)，在急性新冠肺炎階段三個(gè)月后，患者血液樣本中的分子特征出現(xiàn)了短暫和持續(xù)的系統(tǒng)性變化。通過結(jié)合核磁共振（NMR）波譜和質(zhì)譜（MS檢測(cè)平臺(tái)，對(duì)上述生化異常進(jìn)行了非標(biāo)記的定量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其與持續(xù)的新冠肺炎長(zhǎng)期癥狀（Long COVID）有關(guān)。長(zhǎng)期癥狀在急性感染后持續(xù)存在，即使是在感染6個(gè)月以后，也可能影響超過一半的新冠肺炎康復(fù)患者。
默多克大學(xué)的澳大利亞國(guó)家表型組學(xué)中心（ANPC）與其他學(xué)術(shù)醫(yī)療中心合作，以布魯克（Nasdaq: BRKR）為主要技術(shù)合作伙伴，近期宣布并發(fā)表了一系列關(guān)于患者血漿中急性疾病和急性新冠肺炎后期綜合征的分子表型組學(xué)研究的開創(chuàng)性論文（原文鏈接）。
 
定量核磁共振和質(zhì)譜檢測(cè)的綜合平臺(tái)（僅供研究使用），揭示了急性新冠肺炎引起的代謝異常、代謝標(biāo)志物與細(xì)胞因子的相互作用，以及脂蛋白與炎癥標(biāo)志物的相互作用。該平臺(tái)能夠創(chuàng)建表型轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的多檢測(cè)方法，這些標(biāo)志物在疾病發(fā)展過程中發(fā)生顯著變化。該分子表型組學(xué)檢測(cè)方法可以衡量患者康復(fù)的程度，或新出現(xiàn)的慢性PACS風(fēng)險(xiǎn)，例如新發(fā)糖尿病或新發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，以及其它持續(xù)或重新出現(xiàn)的癥狀，包括慢性疲勞、"腦霧（brain fog）"和許多其它已被報(bào)道的新冠肺炎長(zhǎng)期癥狀。
對(duì)新冠肺炎非住院和輕癥患者進(jìn)行的急性期后隨訪研究表明，大多數(shù)的受訪患者在三個(gè)月后并沒有恢復(fù)到正常的健康或正常的生化狀態(tài)。 PACS，也被稱為“新冠肺炎長(zhǎng)期癥狀（Long COVID）“持續(xù)存在，其特點(diǎn)是急性感染后出現(xiàn)持續(xù)的癥狀和功能性健康障礙。超過57%的受訪患者在急性期后六個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)一種或多種癥狀，而基于核磁共振和質(zhì)譜的表型轉(zhuǎn)換檢測(cè)方法揭示其中許多患者存在代謝異常。
默多克大學(xué)健康未來(lái)研究所副校長(zhǎng)兼ANPC主任，Jeremy Nicholson 教授解釋說(shuō)：“對(duì)血漿進(jìn)行先進(jìn)的核磁共振和質(zhì)譜篩查為復(fù)雜的新冠肺炎系統(tǒng)模式提供了補(bǔ)充見解。在隨訪的病人中，我們發(fā)現(xiàn)他們有多種部分恢復(fù)表型，還有多種、不同的生化異常。我們還注意到，大多數(shù)隨訪的新冠肺炎患者無(wú)論是否仍有癥狀，都存在代謝異常，但有癥狀的患者在統(tǒng)計(jì)上更有可能出現(xiàn)生化異常”。
 
他繼續(xù)說(shuō)道：”這是一種極其危險(xiǎn)的疾病，它不僅奪去了許多生命，而且正如我們所發(fā)現(xiàn)的那樣，即使對(duì)于癥狀相對(duì)較輕的初始病例，新冠肺炎可能在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)部分病人產(chǎn)生嚴(yán)重的健康后果。“
大多數(shù)患者在急性期后的三個(gè)月都有各種血液代謝異常，在六個(gè)月時(shí)有癥狀的和無(wú)癥狀的代謝情況仍有不同。研究人員發(fā)現(xiàn)，新冠肺炎患者血液中的血漿脂蛋白在感染期間發(fā)生了變化，更接近于通常在糖尿病和動(dòng)脈硬化患者中發(fā)現(xiàn)的模式。一些異常情況在隨訪的病人中有所減少，并且是可逆的，而與肝臟、能量代謝和神經(jīng)病變有關(guān)的標(biāo)志物往往不能完全逆轉(zhuǎn)。
 
最新的研究與ANPC早期研究結(jié)果一致，顯示出新冠肺炎是一種具有多器官影響的系統(tǒng)性疾病�；�于血漿的脂蛋白和代謝圖譜上的表型轉(zhuǎn)換而建立的分子表型生物標(biāo)志物，可以對(duì)疾病的進(jìn)展、嚴(yán)重程度和治療進(jìn)行評(píng)估。這突出了對(duì)康復(fù)患者進(jìn)行PACS影響和長(zhǎng)期健康風(fēng)險(xiǎn)的縱向研究的重要性。
 
ANPC設(shè)計(jì)了一種新型的弛豫和擴(kuò)散編輯核磁共振方法，完善了信號(hào)的選擇性，并因此發(fā)現(xiàn)了來(lái)自超分子團(tuán)塊的新型磷脂信號(hào)。Nicholson 教授補(bǔ)充道："這是對(duì)復(fù)雜的血漿譜圖進(jìn)行動(dòng)力學(xué)編輯，以提高診斷程序選擇性的首個(gè)例子，并為其它核磁共振方法以分子的動(dòng)力學(xué)和濃度為基礎(chǔ)開發(fā)診斷程序打開了大門。”
布魯克應(yīng)用、工業(yè)和臨床部門的首席技術(shù)官 Manfred Spraul 博士評(píng)論道：”這些發(fā)現(xiàn)凸顯了核磁共振和質(zhì)譜分析的綜合平臺(tái)在PACS風(fēng)險(xiǎn)篩選方面的潛力。我們的研究方法對(duì)于個(gè)性化分子表型的表征是強(qiáng)健且可轉(zhuǎn)移的，因而為理解新冠肺炎的長(zhǎng)期影響提供了更好的途徑。這些分子表型的見解有望支持更好的新冠肺炎急性期后的患者管理，以加快患者的康復(fù)速度，并減少醫(yī)療成本。”
新冠肺炎表型轉(zhuǎn)換和表型恢復(fù)的特征是由核磁共振和質(zhì)譜聯(lián)合分析的，它們?yōu)闉樾呐K病、代謝性疾病、糖尿病、腎病、肝功能、神經(jīng)系統(tǒng)影響和炎癥的潛在生物標(biāo)志物提供了補(bǔ)充見解。
布魯克正在歐洲開展對(duì)這套集成的核磁共振+質(zhì)譜臨床研究測(cè)定方法的驗(yàn)證，旨在開發(fā)PACS個(gè)性化風(fēng)險(xiǎn)篩查和縱向患者監(jiān)測(cè)的臨床診斷方法。
 
位于西班牙 Bilbao的 CIC bioGUNE 首席研究員 Óscar Millet 博士評(píng)論道：”作為歐洲精準(zhǔn)醫(yī)療的主要臨床研究實(shí)驗(yàn)室之一，我們認(rèn)為，借助于高性能核磁共振和質(zhì)譜技術(shù)的PACS研究具有巨大潛力。我們是ANPC領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際新冠肺炎研究網(wǎng)絡(luò)的活躍成員。使用ANPC和布魯克開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化操作程序和統(tǒng)一的研究方法，我們能夠?qū)ξ靼嘌阑颊哧?duì)列進(jìn)行PACS研究，并在分析和生物學(xué)水平上與ANPC的數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證。“
 
這些研究使用集成在ANPC二級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室的 Avance™ IVDr 核磁共振代謝分析系統(tǒng)，以及布魯克和 CIC bioGUNE 體外診斷核磁共振研究（IVDr）技術(shù)方法進(jìn)行。ANPC 還為其分子表征實(shí)驗(yàn)室配備了最先進(jìn)的質(zhì)譜儀，包括布魯克Impact II和TimsTOF™ Pro QTOF-MS，以及一個(gè)solariX™ MRMS系統(tǒng)。
  由默多克大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的澳大利亞國(guó)家表型組學(xué)中心（ANPC）將不僅在澳大利亞，而且在全球改變?nèi)藗兊膲勖�和生活質(zhì)量。ANPC的工作幾乎支持所有的生物科學(xué)領(lǐng)域。它跨越了傳統(tǒng)的研究領(lǐng)域并培養(yǎng)了一種新的、更具協(xié)作性的科學(xué)研究方法。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，ANPC希望搭建人類疾病研究的“全球地圖集”，從而洞察將惠及全球每一個(gè)人的未來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。作為南半球唯一的此類研究機(jī)構(gòu)，ANPC匯集了5所西澳大利亞高校和前沿的健康醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)。它還與國(guó)際表型組學(xué)中心網(wǎng)絡(luò)相連接，在農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學(xué)也有著廣泛應(yīng)用。ANPC將珀斯和西澳大利亞定位為精密醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)者，并在疾病預(yù)測(cè)、診斷和治療上實(shí)現(xiàn)重大飛躍。它也是默多克大學(xué)健康未來(lái)研究所的一部分。
  位于西班牙Bizkaia科技園的bioGUNE研究中心是一家生物醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)，專注于發(fā)展尖端結(jié)構(gòu)、分子和細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)研究，特別是疾病的分子基礎(chǔ)研究，以用于開發(fā)新的診斷方法和先進(jìn)療法。CIC bioGUNE被認(rèn)定為"Severo Ochoa卓越中心"，這是西班牙對(duì)卓越中心的最高認(rèn)可。CIC bioGUNE配備了最先進(jìn)的代謝組學(xué)分析設(shè)備，包括兩臺(tái)布魯克IVDr NMR波譜儀和一臺(tái)Impact II質(zhì)譜儀。CIC bioGUNE正在主導(dǎo)一個(gè)宏大的精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目（Akribea），以開發(fā)改進(jìn)的個(gè)性化診斷方法。Akribea項(xiàng)目將在幾年內(nèi)針對(duì)巴斯克地區(qū)的部分人口（10.000名受試者）建立一個(gè)樣本/數(shù)據(jù)庫(kù)、附屬的生物樣本庫(kù)以及數(shù)據(jù)挖掘能力。
  布魯克致力于支持科學(xué)家取得突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)并開發(fā)新的應(yīng)用以提升人類的生活質(zhì)量。布魯克的高性能科技儀器以及高價(jià)值分析和診斷解決方案，讓科學(xué)家能夠在分子、細(xì)胞和微觀層面上探索生命和材料的奧秘。通過和用戶的緊密合作，布魯克致力于科技創(chuàng)新、提升生產(chǎn)力并實(shí)現(xiàn)用戶的成功。我們的業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括生命科學(xué)分子研究、應(yīng)用和藥物應(yīng)用、顯微鏡和納米分析、工業(yè)應(yīng)用、細(xì)胞生物學(xué)、臨床前成像、臨床表型組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)研究以及臨床微生物學(xué)等。
 
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5. Elaine Holmes, Julien Wist, et al. Incomplete Systemic Recovery and Metabolic Phenoreversion in Post-Acute-Phase Nonhospitalized COVID-19 Patients: Implications for Assessment of Post-Acute COVID-19 Syndrome, Journal of Proteome Research (May 19, 2021). https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.1c00224
本研究由Spinnaker健康研究基金會(huì)、McCusker基金會(huì)和西澳大利亞州政府贊助。