京都大学1月16日宣布，使用感染了SARS-COV-2（COVID-19）的患者的血清，在感染初期比较轻症恢复的人和重症化的人，明确了作为预测重症化风险的生物标志物的代谢产物。
该研究由该大学大学院医学研究科癌症免疫综合研究中心多组学平台的前田黎技术助理、关夏实研究员、杉浦悠毅特定副教授（研究开始时：庆应义塾大学医学部医学化学教室专任讲师）等研究小组进行。研究成果在线发表在《Nature Communications》上。
感染初期的体内病毒量和病程没有关系，重症化预测很困难
自从2019年末由SARS-CoV-2引起的COVID-19爆发后，这种流行病在数年时间内在全世界肆虐。COVID-19的症状根据严重程度的不同分为多个等级。无症状感染者没有明显症状，轻症患者有类似普通感冒的轻微症状，中症患者则出现肺炎症状并需要吸氧，重症患者甚至可能死亡。此外，也有初始症状轻微，但很快恶化成肺炎并最终致命的病例。
在COVID-19感染的早期阶段，如果能够预测患者是否会发展成重症，那么就有助于采取适当的治疗策略。然而，由于感染早期阶段患者体内的病毒载量和病情严重程度不一定相关，因此迄今为止，预测患者是否会发展成重症仍然具有很大难度。
着眼于血中代谢产物，发现感染初期氨基酸异化物增加水平与重症化的关联
该研究关注血中的代谢产物，旨在探索COVID-19感染初期阶段病情是否会变得严重的生物标志物。由于血液检查在临床实践中非常普遍，并且代谢产物的检测需要的血清量很少，因此研究团队尝试使用血清进行代谢组学分析。庆应义塾大学医院使用83例感染初期阶段（出现症状5天以内）患者的血清进行了代谢组学分析。在代谢组学分析中，可以使用质谱仪广泛分析氨基酸和核苷酸等小分子物质。对患者血清进行的代谢组学分析结果表明，在感染初期，与de-novo核苷酸合成途径相关的氨基酸异构体产物水平显著升高，并且这种增加水平与患者后续病情的严重程度密切相关。
感染初期，呼吸道和血管组织细胞异常增殖
除了COVID-19会导致肺炎之外，该研究还使用老鼠模型来可视化肺部异常情况的演变。具体而言，研究团队使用感染SARS-CoV-2-MA10（一种COVID-19毒株）和感染同样会引起肺炎的传染病——流感病毒的老鼠模型，对肺的构造和代谢产物进行了可视化观察。
在老鼠模型中可视化肺构造和代谢产物的结果表明，在感染初期，严重感染的老鼠模型的肺中气道和血管组织细胞出现异常增生。这表明在感染初期，肺部组织的异常变化可能会影响全身的代谢。
综合代谢组学分析人类血清样本的结果和小鼠肺部可视化的结果，研究团队得出结论：在COVID-19感染初期阶段，氨基酸异构体产物是预测后期病情恶化的有效因子。
症状出现5天内，可以通过血液检查得到的血清量进行预测
到目前为止，已经有很多预测重症化风险的研究，但队列研究与年龄、是否患有疾病等各种各样的因素复杂相关，因此，即使特定物质出现异常，也很难确定是COVID-19引起的，还是可能存在其他因素。
此次，通过对是否患有宿疾以及各种年龄层进行大规模的队列研究，成功发现了适用于大多数人的生物标志物。研究小组表示，在出现症状后的 5 天内，也就是 COVID-19 感染的早期阶段，通过一般进行的血液检查获取的血清量可以预测患者病情是否会恶化。这个发现为COVID-19重症患者的早期筛查和及早干预提供了一种有前景的方法，并有望帮助减轻这种流行病对全球医疗体系的压力。