作者: Diana Swift ,特约撰稿人,MedPage Today 2020 年 6 月 8 日
根据 Gastroenterology 的一项小型研究,一些 COVID-19 患者继续发展为器官衰竭的严重感染,可能导致死亡,其中一个促成因素似乎是储存的不饱和脂肪酸 (UFA) 释放的毒性。
维杰·辛格 Vijay P. Singh, MBBS,亚利桑那州斯科茨代尔梅奥诊所的胃肠病学家和同事回顾性研究了 15 名 COVID-19 患者的死亡率、饮食和其他因素,其中 1 人死亡,7 人需要重症监护(ICU组)。其余人出院回家。他们发现 ICU 组在入住 ICU 前几天血清钙和白蛋白出现早期下降。另外,在分析全球 COVID-19 死亡率数据,与 12 种死亡风险因素进行比较时,他们发现不饱和脂肪摄入量与死亡率增加有关。这是基于联合国粮食及农业组织数据库中 61 个国家的膳食脂肪模式。令人惊讶的是,他们发现饱和脂肪具有保护作用。
在实验研究中,不饱和脂肪酸(UFA)被认为会导致低钙血症和低白蛋白血症。由于钙和白蛋白只有在早期给予时才能结合和中和 UFA 毒性,这导致研究人员得出结论,在疾病早期维持足够的钙和白蛋白水平的简单低成本干预可以结合 UFA,减少伤害并有助于预防死亡.
辛格在接下来的采访中解释了这些联系。
您是如何第一次意识到 不饱和脂肪酸 UFA 与 COVID-19 严重程度之间可能存在联系的?
辛格:这是一种未治疗的新疾病 COVID-19 和我们目前正在研究的一种老病胰腺炎之间的相似模式。例如,肥胖是两者的危险因素,两者都可能发生多器官衰竭,尽管一种疾病始于肺部,另一种始于消化道。在这两种疾病中,严重程度都先于低白蛋白血症和低钙血症。此外,脂肪酶升高与 COVID-19 的严重程度有关,也介导胰腺炎的严重程度。
重症 COVID-19 的饮食模式、临床特征和尸检结果与重症急性胰腺炎的相似之处令人震惊!
不饱和脂肪酸UFA 与在这些患者中注意到的损伤之间有什么联系?
辛格:我们发现高 UFA 摄入量与高死亡率之间存在流行病学联系,在临床上我们发现未结合脂肪酸(主要是不饱和脂肪酸)在器官衰竭较严重的患者中升高。此外,UFAs 与钙和白蛋白结合,导致缺陷。UFAs 导致多系统器官衰竭的方式与严重的 COVID-19 非常相似,并且 UFAs 也被用作急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的模型,类似于由严重的 COVID-19 引起的。
此外,从机制上讲,UFA 可以快速使线粒体去极化,抑制线粒体复合物 I 和 V,降低三磷酸腺苷的水平。还触发钙从内质网中释放并增加细胞因子和炎症标志物。
这些脂肪如何可致命?
辛格:人类脂肪中储存了 1 到 5 公斤的亚油酸。以这种储存形式是安全的,但它是由胰腺炎和 COVID-19 中的脂肪酶释放的。亚油酸的致死剂量为每公斤 280 毫克——对于体重 80 公斤的人来说,只需 23 克。同样,在油酸的情况下,只需要非常低的剂量就可以致死。
哪些饮食来源含有高水平的不饱和脂肪酸?
辛格:这都与基于脂肪酸长链中具有超过 12 个碳原子的双键的组成有关。亚油酸和油酸是人体中最丰富的两种 UFA,亚油酸已增加到现在占我们储存的脂肪的 20% 以上。红花油、葵花籽油和玉米油等常用植物油的亚油酸含量都很高,而油酸则在橄榄油、菜籽油和花生油中占很大比例。
UFA中毒的过程是怎样的?
辛格:如前所述,UFA 毒性与 COVID-19、胰腺炎和 ARDS 等多种急性疾病密切相关。所有这些都在数天甚至数小时内迅速进展,而高血压和糖尿病等慢性病则需要数月至数十年的进展。
UFA 也会影响肥胖,并非所有的肥胖都是一样的。肥胖中的 UFA 成分决定了重症 COVID-19 或急性胰腺炎等急性脂解事件的危害程度。脂肪中较大比例的 UFA 积累——即使总脂肪量较低,如较瘦的人——在急性脂解过程中可能比饱和脂肪的较大比例更有害。
鉴于疫情,人们是否应该以预防的方式调整这些脂肪的摄入量?
辛格:众所周知,我们储存在脂肪组织中的脂肪成分需要数年时间才能随着饮食的变化而发生变化。饮食习惯,即烹饪时使用的脂肪,例如黄油和不同类型的油,以及我们吃的食物,在很大程度上取决于文化、地区、传统,我们被教导的是好是坏,尽管几乎没有证据支持后者。从长远来看,避免摄入大量不饱和脂肪酸可能有助于应对未来的流行病,如 COVID-19、重症胰腺炎或类似疾病。
预防性地增加钙摄入量或补充白蛋白怎么样?
辛格:发展为重症 COVID-19 的患者血清钙会早期下降。我们的研究表明,预防这种早期下降并保持“总钙白蛋白正常”可能有助于保持感染轻度。钙很便宜,到处可以买到。在治疗早期 COVID-19 患者时,除了其他相关的血液检查外,医生还应考虑检查总钙和白蛋白水平。患者在抗击感染期间可能适合短期口服碳酸钙补剂 3 至 4 周,必要时还可静脉注射白蛋白。
没有迹象表明没有感染 COVID-19 的健康人需要补充钙和白蛋白来预防感染。
该项目得到了美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所以及国防部的支持,并得到了梅奥基金会和诊所的内部支持。
作者报告没有利益冲突。
主要资源
消化内科
https://www.medpagetoday.com/reading-room/aga/lower-gi/86940
南加州大学2021 年6 月 6 日
南加州大学的研究人员说,独特病毒特征的发现可能解释了为什么老年人和患有糖尿病或心脏病的人对COVID-19 的反应比其他人更严重。
为了了解 COVID-19 为何能够抑制人体的免疫反应,南加州大学 (USC) 伦纳德戴维斯老年学学院的一项新研究表明,线粒体是抵御 COVID-19 的第一道防线之一,确定了SARS-CoV-2 与其他病毒相比关键的不同之处,导致 COVID-19 的病毒会影响线粒体基因。南加州大学伦纳德戴维斯学院院长、老年学、医学和生物科学博士、资深作者 Pinchas Cohen 教授说,这些差异可能解释了为什么老年人和代谢功能障碍患者对 COVID-19 的反应比其他人更严重,并且还为可能有助于确定更有针对性的治疗方法提供了起点。
“如果已经有线粒体和代谢功能障碍,那么可能因此对 COVID-19 的第一道防线很差。未来的研究应将线粒体生物学视为 SARS-CoV-2 和其他冠状病毒的主要干预目标,”
这项发表在《自然》杂志《科学报告》上的研究扩展了最近的发现,即 COVID-19 使人体的先天炎症反应关闭,报告说通过转移线粒体基因的正常功能来做到这一点。
“我们已经知道身体的免疫反应没有成功防御 COVID-19,但我们不知道为什么,”主要作者、南加州大学伦纳德戴维斯学院的高级博士生布伦丹米勒说。“我们所做的不同之处在于研究病毒如何专门针对线粒体,线粒体是一种细胞器,是人体先天免疫系统和能量产生的重要组成部分。”
利用病毒爆发初期上传的大量公共数据,研究小组进行了RNA测序分析,将线粒体与 COVID 的相互作用与其他病毒的相互作用进行了比较:呼吸道合胞病毒、季节性甲型流感病毒和人类副流感病毒 3。这些重新分析确定了 COVID-19(而非其他病毒)抑制人体细胞保护反应的三种方式。
他们的主要发现是 SARS-CoV-2 独特地降低了一组由核DNA编码的线粒体蛋白(称为 Complex One)的水平。他们说,这种效应可能会“平息”细胞的代谢输出和活性氧的产生,当正常运作时,会产生可以杀死病毒的炎症反应。
“COVID-19 正在对细胞进行重新编程,使其不再制造这些与复合物相关的蛋白质。这可能是病毒继续传播的一种方式,”米勒说,他指出,这一点以及该研究的其他观察结果仍需要在未来的实验中得到验证。
该研究还表明,SARS-CoV-2 不会改变信使蛋白 MAVS mRNA 的水平,通常会告诉细胞病毒攻击已经发生。米勒说,通常情况下,当这种蛋白质被激活时,会起到警报系统的作用,警告细胞自毁,这样病毒就无法复制。
此外,研究人员发现,线粒体编码的基因并没有被 SARS-CoV-2 打开或关闭——这一过程被认为会产生能量,可以帮助细胞逃避病毒——在面对病毒时速度是预期的。
“这项研究增加了越来越多的关于线粒体-COVID 相互作用的研究,提出了在未来的实验中应该仔细考虑的组织和细胞特异性效应,”科恩说。
参考:Brendan Miller、Ana Silverstein、Melanie Flores、Kevin Cao、Hiroshi Kumagai、Hemal H. Mehta、Kelvin Yen、Su-Jeong Kim 的“多细胞模型和临床样本中宿主线粒体转录组对 SARS-CoV-2 的反应” Pinchas Cohen,2021 年 1 月 8 日,科学报告。 DOI: 10.1038/s41598-020-79552-z
该研究的资金来源包括国立卫生研究院,包括赠款 R01AG061834 (Cohen) 和 P01AG034906 (Cohen),以及国家老龄化研究所 (AG000037, Miller)。
Cohen 博士是 Cohbar Inc. 的联合创始人、股东和董事会成员。
https://scitechdaily.com/new-discovery-helps-explain-how-covid-19-overpowers-the-immune-system/
另一种看似非代谢性疾病,实际上只不过是变相的能量缺乏症。显然,SARS-CoV-2 病毒选择性地禁用了电子传输链 (ETC) 的所谓复合体 I,从而禁用了整个 OXPHOS 过程。众所周知,这种抑制会可靠地增加活性氧 (ROS) 的产生,而活性氧会在精力最差的患者中导致脂质过氧化、高凝,并最终导致细胞因子风暴。正如研究作者所说,这解释了为什么某些患有慢性病的人患重症 COVID-19 或死亡的风险增加——即他们已经处于能量受损状态,而 COVID-19 大大加剧了现有的能量缺乏。这表明像亚甲蓝 (MB) 这样的化学物质,可以绕过(并经常纠正)复杂的 I 问题可能是 COVID-19 的一种可行治疗方法(也可能是预防方法),尤其是对于已经精力充沛的患者。MB 已被证明能够直接杀死病毒,这使得它更适合作为一种治疗干预措施。不幸的是,正在进行的针对 COVID-19 的 MB 人体临床试验使用非常高的剂量(每天几次 100 毫克),这会增加血清素升高的风险,而后者已知是 COVID-19 恶化和/的主要风险因素或随后的死亡。考虑到大多数使用 MB 的人体试验都没有发现超过每天 15 毫克的益处(即使对于阿尔茨海默氏症等严重疾病也是如此),我认为更明智的方法是服用 5 毫克并在阳光下晒几个小时,
<https://doi.org/10.1038/s41598-020-79552-z>
“……为了了解为什么 COVID-19 能够抑制人体的免疫反应,南加州大学伦纳德戴维斯老年学学院的一项新研究表明,线粒体是抵御 COVID-19 的第一道防线之一,并确定了 SARS的关键差异-CoV-2是导致 COVID-19 的病毒,与其他病毒相比,它影响线粒体基因。资深作者 Pinchas Cohen 教授说,这些差异可能解释了为什么老年人和有代谢功能障碍的人对 COVID-19 的反应比其他人更严重,并且它们还为可能有助于确定治疗方法的更有针对性的方法提供了起点老年学、医学和生物科学博士,南加州大学伦纳德戴维斯学院院长。“如果您已经有线粒体和代谢功能障碍,那么您可能因此无法抵御 COVID-19 的第一道防线。未来的工作应将线粒体生物学视为 SARS-CoV-2 和其他冠状病毒的主要干预目标,”他说。这项发表在《自然》杂志《 *科学报告》*上的研究扩展了最近的研究结果,即COVID-19 使人体的先天炎症反应静音,并报告说它通过转移线粒体基因的正常功能来做到这一点。
“……“我们已经知道我们的免疫反应没有成功防御 COVID-19,但我们不知道为什么,”主要作者、南加州大学伦纳德戴维斯学院的高级博士生布伦丹米勒说。“我们所做的不同之处在于研究病毒如何专门针对线粒体,线粒体是一种细胞器,是人体先天免疫系统和能量产生的重要组成部分。”
“……他们的主要发现是SARS-CoV-2 独特地降低了一组线粒体蛋白的水平,这些蛋白被称为 Complex One,由核 DNA编码。”
达纳—法伯癌症研究所 2022 年 12 月 26日
Dana-Farber 癌症研究所的研究人员创造了一种强大的药物,可以有效中和 SARS-CoV-2 冠状病毒,包括 Omicron 变体和所有其他经过测试的变体。该药物的创新设计使其能够对未来的变种保持有效,即使病毒经过自然选择以保持其传染性。
研究药物的作用不同于抗体药物,后者正在失去对COVID-19病毒的有效性。
科学家们已经开发出一种药物,可以有效中和SARS-CoV-2,即 COVID-19 冠状病毒,并且对 Omicron 变体和所有其他经过测试的变体同样有效。该药物的设计方式使得维持病毒传染性的自然选择也应维持药物对未来变种的活性。
该研究药物由 Dana-Farber 癌症研究所的研究人员开发。 12 月 7 日发表在《科学进展》杂志上的一篇报告所述,该药物不是抗体,而是一种称为 ACE2 受体诱饵的相关分子。与抗体不同,ACE2 诱饵对于 SARS-CoV-2 病毒来说更难逃避,因为病毒中的突变使其能够避开药物也会降低病毒感染细胞的能力。Dana-Farber 的科学家们找到了一种方法,可以使这种药物更有效地中和感染了 COVID-19 的动物体内的冠状病毒,可以安全地提供给患者。
这份报告是在用于治疗 COVID-19 的抗体药物失去效力的时候发布的,因为病毒刺突蛋白已经发生突变以逃避抗体的靶向。
由第一作者医学博士 James Torchia 和资深作者 Gordon Freeman 博士领导的研究人员确定了使 ACE2 诱饵特别有效和持久的特征。例如,他们发现,当在 ACE2 蛋白中加入一段称为类收集蛋白结构域时,会使药物更紧密地粘附在病毒上,在体内具有更长的寿命。他们的实验表明,ACE2 诱饵对 COVID-19 病毒具有强大的活性,因为会引发病毒结构的不可逆变化——会“弹出”病毒刺突蛋白的顶部,使其无法与细胞表面结合ACE2 受体并感染细胞。
SARS-CoV-2 病毒被称为刺突蛋白的突起覆盖,使病毒能够感染细胞。刺突蛋白与细胞表面的 ACE2 受体结合,然后重新折叠,将刺突带入细胞,使病毒得以进入。ACE2 诱饵诱使病毒与诱饵而不是细胞结合,在病毒进入细胞之前“弹出”刺突并使病毒失活。这解释了该药物的惊人效力:不仅作为竞争性抑制剂发挥作用,而且还能永久灭活病毒。由于感染需要与 ACE2 结合,变体可以发生变化,但必须继续与 ACE2 结合,从而使药物对所有变体持续有效。
研究人员表示,除了治疗 SARS-CoV-2 的抗体耐药变体外,这项研究中描述的药物可能有助于治疗未来可能出现的感染人类的新冠病毒。这是因为自然界中许多准备进入人群的冠状病毒也利用 ACE2 来感染细胞。
虽然这种名为 DF-COV-01 的药物尚未在人体中进行过测试,但制造开发已接近完成,监管部门批准所需的临床前研究正在进行中,目的是将该药物推进到临床试验阶段。
“优化的 ACE2 诱饵通过功能性受体模拟中和抗体抗性 SARS-CoV-2 变体并治疗体内感染”作者:James A. Torchia、Alexander H. Tavares、Laura S. Carstensen、Da-Yuan Chen、Jessie Huang、Tianshu Xiao , Sonia Mukherjee、Patrick M. Reeves、Hua Tu、Ann E. Sluder、Bing Chen、Darrell N. Kotton、Richard A. Bowen、Mohsan Saeed、Mark C. Poznansky 和 Gordon J. Freeman,2022 年 12 月 7 日,科学进展。 DOI:10.1126/sciadv.abq6527
这项工作得到了美国国防部 CDMRP 同行评审医学研究计划技术/治疗发展奖的支持。美国国立卫生研究院拨款、 MassCPR 奖和 COVID-19 FastGrants 提供的额外支持。
这项工作由一个协作团队完成,该团队包括达纳-法伯癌症研究所、麻省总医院疫苗和免疫治疗中心、波士顿大学 Aram V. Chobanian & Edward Avedisian 医学院、科罗拉多州波士顿大学国家新发传染病实验室的科学家大学和波士顿儿童医院。