從代謝組學了解 COVID-19 感染進程

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前言
宿主胺基酸及脂肪酸代謝與 SARS-CoV-2 感染有關
葡萄糖代謝失衡者，COVID-19 重症機率高
藉代謝體預測 COVID-19 的預後反應
Biocrates 提供多種代謝體分析試劑，以支持生物標記的驗證

前言

在傳染病學的背景下，宿主和病原體皆會影響新陳代謝。尤其是病毒性感染需要仰賴宿主細胞生存與複製，不僅影響了細胞代謝的調節，更影響全身性的代謝。分析 COVID-19 相關的代謝途徑，並與其他已知疾病代謝圖譜做比較，預測個體的感染進程，希望及早治療、另一方面也預防重症發生。

宿主胺基酸及脂肪酸代謝與SARS-CoV-2感染有關

一篇由哥倫比亞大學發表在«JCI Insight»期刊的文章，作者比對SARS-CoV-2陽性與陰性受試者的血清代謝物。結果顯示：

被感染者的色氨酸(tryptophan)代謝改變了犬尿胺酸(kynurenine)、免疫和發炎途徑，同時與 IL-6 水平具有顯著相關性。
被感染者的葡萄糖及游離脂肪酸代謝循環水平增加，而這些代謝水平也與臨床炎症標誌物(IL-6、C反應蛋白)和腎功能有關。

葡萄糖代謝失衡者，COVID-19 重症機率高

據統計有許多 COVID-19 重症患者具有免疫反應失調特徵，即「細胞因子風暴(cytokine storm)」，且同時患有葡萄糖失衡的症狀。由於體內的糖解作用可促進 T 細胞增殖^[2]，也可提供生產 IL-1β 所需的絲胺酸前體^[3]，而 IFN-γ 會由病毒感染或低血糖引起。而大多數 COVID-19 重症患者患有第二型糖尿病或其他代謝疾病，其中高血糖狀態可能延遲 IFN-γ 反應^[4,5]。

藉代謝體預測COVID-19的預後反應

有需多病例顯示在病毒清除後，還是會產生一些後遺症。輕微像是嗅覺或味覺喪失，重則長久呼吸問題、心血管併發症或精神疾病。藉由代謝體分析可預期COVID-19患者的預後反應，例如：前驅糖尿病標誌物（甘胺酸、溶血磷脂醯膽鹼 (LPC) (18:2) 和乙醯肉鹼）可預測糖尿病風險^[6]；色胺酸代謝調節凝血功能可預測中風風險^[7]；LPC(16:1)、精胺酸/瓜胺酸比率和左旋肉鹼可檢測因重症監護壓力而導致的精神創傷^[8]；ADMA和SOMA可監測肺、腎功能損傷^[9,10]等。

Biocrates 提供多種代謝體分析試劑，以支持生物標記的驗證

Biocrates 針對代謝體分析 (metabolic phenotyping) 提供高品質、可定量的分析試劑套組，搭配質譜儀全面性分析代謝疾病相關的途徑及特徵，找到可能的生物標記物。Biocrates 分析試劑適用多種的生物樣品來源，包含血清、尿液、糞便等，可在生物醫學研究的各個階段使用，常見應用領域有腸道微生物、神經學、癌症等方向。

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