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COVID-19における全血分析:新しいアプローチ

研究によれば、全血はCOVID-19の重症度に関する重要な情報を提供できるんだって。

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COVID-19のパンデミックは、健康危機に直面したときに素早く決断する必要があることを教えてくれたよ。世界中の医者や研究者は、患者を診断して治療する新しい方法を急いで見つけなきゃならなかったんだ。このパンデミックから学ぶことは、将来同じような状況にうまく対処するために重要だよ。それには、増加した患者数とその医療ニーズを管理する方法を探すことが含まれるんだ。

患者のサンプルを分析するための有望な方法の一つが、質量分析(MS)で、特にタンパク質に焦点を当てたプロテオミクスという形だよ。このアプローチは、生物学的サンプルを迅速かつ正確に分析できて、病気の時に体で何が起こっているのかを理解する手助けをしてくれるんだ。MSはまた、病気の重症度を示すマーカーを作るのにも役立つよ。

血液サンプル、例えば血清や血漿は、COVID-19を含むさまざまな病気の検査でよく使われてる。コロナウイルスは血管に影響を与えて、呼吸困難や多臓器不全といった深刻な状態を引き起こすことがあるから、血液サンプルの研究はウイルスの体への影響を理解するのに重要なんだ。

初期の研究では、COVID-19患者の血清を調べて、病気の重症度に関連するいくつかのタンパク質を見つけたよ。多くの研究が似たような結果を示していて、COVID-19の患者で一貫して変化している約100のタンパク質を特定しているんだ。C反応性タンパク質や血液凝固に関連する他のタンパク質は、重症例でより高いレベルで見つかってる。

分析のための全血の資源

研究はしばしば血清や血漿に焦点を当てるけど、全血は集めやすく保存も簡単な利点があるよ。パンデミックの時に病院がとても忙しいとき、全血を使うことでプロセスが簡素化できるんだ。全血サンプルは複雑な準備がいらなくて、家で集めることもできるから、実用的な選択肢なんだ。

全血中のタンパク質に関する研究は、血漿の研究に比べてあんまり進んでない。ほとんどのテストは特定のタンパク質に集中していて、結果に間違いが生じる可能性が高くなることがあるよ。それでも、全血は乾燥や冷凍によって調製できて、どちらの方法にも利点があるんだ。

今のところ、冷凍した全血中のタンパク質に関する研究は少なく、特にCOVID-19パンデミックの間は珍しいよ。この研究は、MRM-MSという特定の方法が冷凍全血サンプル中の血漿タンパク質を正確に測定できるかどうかを評価することを目的としてる。

研究デザイン

この研究の参加者はCOVID-19と診断され、専門病院で治療を受けていた患者たちだよ。研究者たちはこれらの患者から血液サンプルを集めて、健康な人のサンプルと比較したんだ。全ての患者には検査で確認された肺炎があって、その重症度は必要な呼吸サポートの種類によって分類されたよ。

全血のサンプルが採取されて、保存され、分析のために準備された。研究者たちは、血中のタンパク質レベルを正確に測定するための特別な技術を使ったんだ。

血漿タンパク質の分析

測定のための特定の方法を使って、研究者たちは血中の189種類の異なるタンパク質に焦点を当てたよ。これらのタンパク質のレベルがCOVID-19の重症度に基づいてどう変わるのかを見たんだ。分析の結果、多くのタンパク質が健康な人とCOVID-19の患者の間で顕著な違いを示したよ。

結果は、いくつかのタンパク質が患者で上昇または減少していることを確認して、病気が体にどのように影響するかを示したんだ。いくつかのタンパク質は病気の重症度や死亡リスクを示すことがわかったよ。

この研究は、患者のCOVID-19の重症度を予測するためにタンパク質レベルの情報を使用する分類器を生み出した。研究者たちはこの目的のために最適なアルゴリズムを見つけるためにさまざまなテストを行ったんだ。

結果

研究者たちは、全血中で定量的に測定できる114種類のタンパク質を特定したよ。その中には、COVID-19の重症度と関連付けられていたものが多かった。分析の結果、全血と血漿のサンプルの間に強い相関関係があることが示されて、両方のサンプルが似たような情報を提供できることが分かったんだ。

比較の結果、いくつかのタンパク質がCOVID-19の重症度の異なるレベルを区別できることがわかったし、患者と健康なコントロールの間でも違いがあったよ。いくつかのタンパク質は一貫して高リスクまたは低リスクと関連付けられていて、病気の重症度のマーカーとしての可能性を示しているんだ。

この研究は、全血の分析が迅速かつ簡単なテストを促進できる重要性を強調したし、医療資源の需要が高いときに特に有用だってことを示してる。結果は、全血が病気マーカーを研究する際に血漿や血清と同じくらい情報を提供できるかもしれないことを示唆してるよ。

結論

この研究は、全血がCOVID-19や他の病気に関連するタンパク質を分析するための貴重な資源になり得ることを示してる。結果は、血中のタンパク質のプロファイルが、その人の健康や状態の重症度について重要な情報を提供できるという考えを支持しているんだ。

全体として、この研究は緊急時により簡単な方法を使用して、医療専門家が患者を迅速かつ正確に評価するためのより良いツールを提供できる可能性があることを示してるよ。COVID-19に応じて変化するタンパク質に焦点を当てたこの研究は、健康危機の際の診断と患者ケアの進展に貢献しているんだ。

結果も、全血と血漿の間にいくつかの違いはあるけど、多くのタンパク質は両方のサンプルで一貫していることを示している。それは、全血が医療検査に効果的に使用できる可能性があることを強化しているよ、特にリソースが限られているときにね。

要するに、この研究は、パンデミックのような困難な時期に全血を使用して診断方法を改善できる希望を提供してるんだ。今後もこの結果を検証し、臨床環境における全血プロテオミクスの完全な可能性を探るための研究が続く必要があるよ。

オリジナルソース

タイトル: Targeted MRM-analysis of plasma proteins in frozen whole blood samples from patients with COVID-19

概要: The COVID-19 pandemic has exposed a number of key challenges that need to be urgently addressed. In particular, rapid identification and validation of prognostic markers is required. Mass spectrometric studies of blood plasma proteomics provide a deep understanding of the relationship between the severe course of infection and activation of specific pathophysiological pathways. Analysis of plasma proteins in whole blood may also be relevant for the pandemic as it requires minimal sample preparation. Here, for the first time, frozen whole blood samples were used to analyze 189 plasma proteins using multiple reaction monitoring (MRM) mass spectrometry and stable isotope-labeled peptide standards (SIS). A total of 128 samples (FRCC, Russia) from patients with mild (n=40), moderate (n=36) and severe (n=19) COVID-19 infection and healthy controls (n=33) were analyzed. Levels of 114 proteins were quantified and compared. Significant differences between all of the groups were revealed for 61 proteins. Changes in the levels of 30 reproducible COVID-19 markers (SERPING1, CRP, C9, ORM1, APOA1, SAA1/SAA2, LBP, AFM, IGFALS, etc.) were consistent with studies performed with serum/plasma samples. Levels of 70 proteins correlated between whole blood and plasma samples. The best-performing classifier built with 13 significantly different proteins achieved the best combination of ROC-AUC (0.93-0.95) and accuracy (0.87-0.93) metrics and distinguished patients from controls, as well as patients by severity and risk of mortality. Overall, the results support the use of frozen whole blood for MRM analysis of plasma proteins and assessment of the status of patients with COVID-19.

著者: Evgeny N. Nikolaev, A. E. Bugrova, P. A. Strelnikova, A. S. Kononikhin, N. V. Zakharova, E. O. Diyachkova, A. G. Brzhozovskiy, M. I. Indeykina, I. N. Kurochkin, A. V. Averyanov

最終更新: 2023-09-22 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.20.23295832

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.20.23295832.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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