COVID-19患者血清代谢小分子谱分析

编译：大月半

责编：王采荷

2020年初，新型冠状病毒逐渐开始肆虐全球，其传染性和致病力和SARS病毒及MERS病毒相比是有过之而无不及。即便如此，我国及全世界的新发传染及相关方向的科学家及医务科研人员勇于当先，积极开展科学研究和防治工作，力争早日研发出预防和治疗SARS-Cov-2的疫苗和药物。

——写在前面

因为我的研究方向主要是宿主宏基因组及其代谢产物与宿主互作，所以关于COVID-19方面研究，我也一直在检索和关注菌群和代谢小分子方面的文章，今天要学习的这篇文章是西湖大学生命科学院郭天南团队¹发表在预印本《medRxiv》上的一篇关于COVID-19患者血清蛋白组和代谢组方面的的研究解析，以期通过蛋白质和代谢小分子等生物靶标来预测COVID-19疾病的发生发展过程。同时，也揭示了COVID-19相关分子病理生理学的解析可以为后期开发抗病毒药物提供可能。

代谢组学分析

一、血清样本采集

• 医院或者检验单位静脉抽取患者或者疑似患者血液，3,500rpm条件下离心10分钟收集上清血清，可一式多份保存于-80℃冰箱（应注意的是，由于SARS-cov-2具有烈性传染性，应获得生物医学伦理批准和严格生物安全保证条件下从事相应的科学研究）

二、血清样品灭活处理

• 刚开始了解到的灭活方法是将血清在56摄氏度条件下灭活30分钟，其实本文中蛋白质学分析部分就是采用的这个方法。

• 但是这篇文章介绍的方法是（原文：Ethanol was added to the serum samples and shaken vigorously to inactivate any potential virus, then dried in biosafety hood.）往血清样品里面加乙醇对可能存在的病毒进行灭活（注意试验操作需在生物安全柜中进行）。

我猜想之所以作者不用第一种灭活的方法，而采用加乙醇的方法是为了避免温度升高对某些热不稳定的代谢物产生影响，从而影响检测。

• 血清灭活后采用常规的甲醇蛋白沉淀法离心获得上清，氮气吹干或者真空离心浓缩干燥后进行LC/MS检测。

三、液相色谱质谱检测

四种平台：（主要是为了能使血清中的代谢物能得到详尽的检测和保证检测质量）

• 反相/超高效液相色谱-质谱/质谱串联（正离子电喷雾离子化形式）

• 同上（负离子模式）

• 亲水作用液相色谱-质谱/质谱（负离子模式）

^_ 接下来，就是样品上机质谱检测

四、数据处理

—）下机数据

——>峰匹配/比对，峰注释。通过自己构建的一个超过3300标准品代谢物数据库进行代谢物的注释

备注：代谢物的鉴定需要满足三个较为严苛的条件；

• 窄窗保留指数（narrow window retention index ）²

• 分子量要正确（误差要小于10ppm）

• MS/MS spectra with high forward and reverse scores based on comparisons of the ions present in the experimental spectrum to the ions present in the library spectrum entries

一般来说，要想获得比较可靠的结果，除了以上条件之外，还需结合自己的实验目的和研究表型加以进一步的确证。

参考

[1] Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera

[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/77551826