Помимо пневмонии и септического синдрома, у меньшей части пациентов также развились тяжелые желудочно-кишечные и / или сердечно-сосудистые симптомы, а также неврологические проявления после инфекции SARS-COV-2. Это возможно, потому что рецептор ангиотензин-превращающего фермента 2 (ACE 2), используемый SARS-COV-2 для входа в клетки, обнаружен в других органах помимо легких, включая сердце, печень, почки, поджелудочную железу, тонкий кишечник, а также ЦНС. (Центральная нервная система), особенно глиальные ненейронные клетки головного мозга.
В исследовании использовался многопрофильный подход, объединяющий данные из различных дисциплин -омиков, включая передовые транскриптомные, протеомные и метаболомные технологии, для выявления значительных коррелированных молекулярных изменений у пациентов с COVID-19, особенно в тяжелых случаях. В работе оценивались данные 83 человек в трех группах, 16 тяжелых случаев, 50 легких и 17 здоровых людей из контрольной группы без вируса.
У всех участников были собраны серийные образцы крови и мазков из горла, и чтобы определить, связана ли патофизиология COVID-19 с конкретными молекулярными изменениями, в общей сложности 23 373 экспрессированных гена, 9439 белков, 327 метаболитов и 769 внеклеточных РНК (exRNA), циркулирующих в кровь была исследована. Профили значительно различались между всеми тремя группами.
Существовали значительные различия между легкими и тяжелыми случаями по различным иммунным маркерам, таким как интерферон 1 типа и воспалительные цитокины, которые были повышены у последних, в то время как первые показали устойчивые Т-клеточные ответы, которые предположительно помогли остановить прогрессирование заболевания.
Замечательным и неожиданным открытием стало существование значительной корреляции между данными мультиомикса и классическими диагностическими параметрами крови или биохимическими параметрами.
Это особенно отразилось в протеомном анализе, где наблюдалось значительное подавление трикарбоновой кислоты или цикла «Кребса» (TCA) и гликолитических путей, используемых для высвобождения накопленной энергии как у легких, так и у тяжелых пациентов по сравнению со здоровым контролем. И наоборот, хорошо известные пути защиты хозяина, такие как сигнальный путь рецептора Т-клеток, были повышены у пациентов с COVID-19.
Еще одним потенциально ценным открытием для будущего клинического применения стало существование связи между вирусной нагрузкой и прогнозом заболевания у пациентов с тяжелой формой COVID-19. К сожалению, шесть пациентов с тяжелыми симптомами умерли, и у них ранее при поступлении в больницу была зарегистрирована нагрузка РНК SARS-CoV-2 в горле, значительно выше, чем у выживших.
Примечательным открытием здесь было то, что белки, участвующие в противовирусных процессах, включая сигнальные пути Т-клеток и В-клеточных рецепторов, были положительно связаны с изменениями вирусной нагрузки у выживших тяжелых пациентов.
Наконец, определенные молекулы в качестве биомаркеров последующих исходов COVID-19 были идентифицированы и использованы для создания моделей прогностической классификации.
Прогностические модели, основанные на четырех типах данных, работали хорошо, особенно те, которые используют клинические ковариаты и протеомные данные, предлагая возможную основу для заблаговременного выявления пациентов, у которых могут развиться тяжелые симптомы, с тем чтобы лечение могло быть соответствующим образом нацелено.