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# 健康科学# 感染症(HIV/AIDSを除く)

重症COVID-19の症例での代謝変化が明らかにされた

研究がCOVID-19患者の代謝変化を明らかにし、それらが健康結果に関連していることを示している。

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COVIDCOVID19の代謝への影響が調査された大な代謝変化が明らかになった。研究によって重症COVID-19患者の重
目次

COVID-19のパンデミックは、世界中の何百万もの人々に影響を与えたよね。ワクチンのおかげで重症例は減ったけど、ウイルスは私たちの生活の一部になりそうだ。今のところ、762百万以上の感染例と約690万人の死亡者がいる。ブラジルだけでも死亡者数は70万人を超えていて、影響を受けた国の一つだよ。リオデジャネイロでは、279万件の確認されたケースと約77,000件の死亡があった。この地域は死亡率が高いんだ。

SARS-CoV-2ウイルスが体内で複製すると、免疫反応が起こって、いろんな組織にダメージを与えたり、全体の代謝を妨げることがあるんだ。さらに、COVID-19から回復した人の約20%は、神経系、消化器系、肺、心臓などに影響を与える長期的な症状を経験するかもしれない。軽い症状の人でも後遺症が出ることがあるよ。COVID-19の影響が体のいろんな部分に与える複雑さから、この病気の難しさがわかるよね。でも、軽症がどうやって重症化するのかや、一部の患者で持続的な症状が出る理由はまだ完全にはわかってないんだ。

病気の全体的な影響を理解するために、研究者たちはメタボロミクスっていう方法に目を向けているんだ。このアプローチは体内の化学的プロセスを見て、ウイルスが私たちの代謝にどう影響を与えるのかを洞察する手助けをするんだ。デング熱やジカウイルスのような他のウイルス病に関する以前の研究では、代謝の変化を分析することで、これらのウイルスがどのように機能するのかをより良く理解できることが示されているよ。

SARS-CoV-2は体の脂質代謝に影響を与えるんだけど、これはウイルスが複製するために重要なんだ。これらの変化を理解することで、ウイルスの動作をよりよく把握できるかもしれない。すでにいくつかの研究では、COVID-19患者におけるさまざまな代謝の変化が特定されていて、さらなる調査の重要性が強調されているんだ。

研究概要

この研究では、SARS-CoV-2感染によって引き起こされる代謝の変化を徹底的に調査することにしたよ。リオデジャネイロの個人からサンプルを集めて、COVID-19の影響を大きく受けた人たちと、健康な人を比較したんだ。目的は、一炭素代謝、脂質、アミノ酸に関連する代謝物を調べることだったんだ。

ブラジルのCOVID-19患者の退院後の結果は、深刻な健康問題の発生率が高いことを示しているよ。だから、これらの代謝の変化を理解することで、患者の健康をモニターしたり、COVID-19の長期的な影響を理解する手助けになるかもしれない。

参加者

COVID-19陽性で、72時間以内に集中治療室に入院した参加者を募集したんだ。研究はリオデジャネイロの2つの病院で行われたよ。合計で35人の大人が参加して、彼らの状態は画像診断で確認されたし、呼吸の補助が必要だったんだ。詳細な臨床情報を集めて、健康状態を時間をかけてモニターしたよ。特に28日間の死亡率に注目したんだ。患者は生存者と非生存者に分けられた。

それに加えて、COVID-19陰性の12人の参加者からなる対照群も比較のために含めたよ。この人たちは感染者と同じ年齢・性別で、研究の2週間前から抗炎症薬を服用していなかったんだ。

研究プロトコルは承認されて、すべての参加者またはそのケアギバーからインフォームドコンセントを得たんだ。

サンプル収集と分析

参加者から血液サンプルを集めて、プラズマを分離して、分析まで低温で保存したよ。サンプルは2つの異なるメタボロミクス分析法、核磁気共鳴(NMR)分光法と液体クロマトグラフィー-高解像度質量分析(LC-HRMS)を受けたんだ。

NMR法では、希釈したプラズマサンプルを準備して、さまざまな代謝物を特定するためにスペクトルを分析するんだ。LC-HRMSは、特定の代謝物をさらに高い解像度で分離して特定することができるよ。

メタボロミクス分析からの発見

見られた代謝の変化

分析では、対照群とCOVID-19群間で顕著な代謝物プロファイルの違いが見られたよ。一炭素代謝に関連する多くの代謝物は、生存者と非生存者ともに健康な参加者と比べてかなり低かったんだ。例えば、コリンに関連する代謝物やグリシンのレベルが感染したグループで減少していたよ。

グルコース代謝や炎症に関連する別の代謝物は、感染者の間で高いことが分かった。特にクレアチンのレベルが非生存者で目立っていて、健康状態が悪化してる可能性を示しているんだ。

さまざまなアミノ酸も、COVID-19患者の2つのグループで健康な対照群に比べて低かったよ。これは、重症の病気がアミノ酸代謝を変えることがあるかもしれないことを示唆しているね。

リポプロテインの動態

この研究では、COVID-19がリポプロテインのレベルにどう影響を与えるかも調べたんだ。生存者と非生存者は、健康な参加者と比べてトータルコレステロール、LDL、HDLのレベルが低かったことが分かったんだ。さらに、VLDLやトリグリセリドのレベルが患者においてかなり高かったよ。これらのリポプロテインの変化は、ウイルスが通常の脂質代謝をどう妨げるかを反映しているかもしれない。特に重症の場合には顕著だったんだ。

性別による代謝の違い

さらに、代謝の変化が男性と女性参加者の間で異なるかどうかも考慮したよ。全体的な変化はすべての参加者に共通していたけど、特定のリポプロテインレベルにおいては性別による顕著な違いが見られた。女性は、特にHDLや他の脂質測定で男性よりも大きな変化を示していたよ。

発見の意義

これらの発見は、重症COVID-19がさまざまな代謝経路に重要な変化をもたらすことを示しているね。特定の代謝物のレベルが低いことは、より悪い結果と相関しているようで、これらの物質が高リスク患者を特定するための潜在的なバイオマーカーとして役立つかもしれないんだ。

クレアチニンやコリンのような特定の代謝物は、COVID-19患者の代謝健康についての洞察を提供するかもしれない。これらの代謝変化の影響を理解することで、医療専門家が患者ケアをより良く管理し、回復のモニタリングや長期的な合併症の検出のための可能な方法を開発するのに役立つかもしれない。

結論

要するに、COVID-19のパンデミックは、この病気の複雑さや代謝健康への影響を浮き彫りにしたんだ。この研究では、特に一炭素、脂質、アミノ酸代謝に関連する重症COVID-19に伴う代謝変化について貴重な洞察が得られたよ。

研究者たちがこれらの代謝経路をさらに探求し続ければ、患者ケアの向上や、長期COVID-19の合併症への対処に役立つ戦略が見つかるかもしれない。代謝プロファイルに基づく個人のモニタリングが、パンデミックの影響を管理する上で重要な戦略となる可能性があるね。この病気の影響を体全体で広く理解することで、医療提供者はこの継続中のパンデミックによって引き起こされる課題に対処するためのより良い準備ができるかもしれない。

オリジナルソース

タイトル: Integrated NMR and MS analysis of plasma metabolome reveals major changes in inflammatory markers, one-carbon, lipid, and amino acid metabolism in severe and fatal COVID-19 subjects

概要: Brazil has the second highest COVID-19 death rate while Rio de Janeiro is among the states with the highest rate in the country. Although effective vaccines have been developed, it is anticipated that the ongoing COVID-19 pandemic will transition into an endemic state. Under this scenario, it is worrisome that the underlying molecular mechanisms associated with the disease clinical evolution from mild to severe, as well as the mechanisms leading to long COVID are not yet fully understood. In this study, 1H Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy and Liquid Chromatography-Mass spectrometry-based metabolomics were used to identify potential pathways and metabolites involved in COVID-19 pathophysiology and disease outcome. We prospectively enrolled 35 severe RT-PCR confirmed COVID-19 cases within 72 hours from intensive care unit admission, between April and July 2020 from two reference centers in Rio de Janeiro, and 12 samples from non-infected control subjects. Of the 35 samples from COVID-19 patients, 18 were from survivors and 17 from non-survivors. We observed that patients with severe COVID-19 had their plasma metabolome significantly changed if compared to control subjects. We observed lower levels of glycerophosphocholine and other choline-related metabolites, serine, glycine, and betaine, indicating a dysregulation in methyl donors and one-carbon metabolism. Importantly, non-survivors had higher levels of creatine/creatinine, 4-hydroxyproline, gluconic acid and N-acetylserine compared to survivors and controls, reflecting uncontrolled inflammation, liver and kidney dysfunction, and insulin resistance in these patients. Lipoprotein dynamics and amino acid metabolism were also altered in severe COVID-19 subjects. Several changes were greater in women, thus patients sex should be considered in pandemic surveillance to achieve better disease stratification and improve outcomes. The incidence of severe outcome after hospital discharge is very high in Brazil, thus these metabolic alterations may be used to monitor patients organs and tissues and to understand the pathophysiology of long-post COVID-19.

著者: Tatiana El-Bacha, M. C. Gama-Almeida, L. Teixeira, E. D. Hottz, P. Ivens, H. Ribeiro, G. D. Pinto, R. Garrett, A. G. Torres, T. I. Carneiro, B. d. O. Barbalho, C. Ludwig, C. J. Struchiner, I. Assuncao-Miranda, A. P. C. Valente, F. A. Bozza, P. T. Bozza, G. C. dos Santos

最終更新: 2023-05-04 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.19.23288802

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.19.23288802.full.pdf

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