【Cancer Cell】Olink助力癌症患者感染COVID-19后引发神经障碍机制研究
新冠肺炎与神经功能障碍
越来越多研究报道发现SARS-CoV-2感染伴随神经功能障碍。而癌症患者因其免疫功能不全，具有极高的COVID-19重症感染风险。COVID-19影响神经中枢系统的机制尚未明确，目前有多种假设，如病毒直接入侵神经系统，系统性细胞因子释放引起的神经毒性，或两者兼备。通过对COVID-19感染并有神经学症状的癌症患者，进行前瞻性靶向蛋白组分析为基础的队列研究，以解谜其详细机制。
近日，来自凯特琳癌症中心研究团队在Cancer Cell杂志（IF = 31.74）发表的文章专注于研究癌症患者感染COVID-19后引发的神经功能障碍。文中采用Olink 蛋白组学平台分析脑脊液中蛋白质的实时动态变化，发现II型干扰素驱动的柔脑膜炎症细胞因子释放可诱发神经系统损伤。延长型神经炎症伴随的细胞因子释放综合症会导致长期神经认知障碍，这也预示对COVID-19感染引发的神经性并发症治疗需要干预免疫炎症系统。
对18列已患有实体瘤或恶性血液病又感染COVID-19的病人进行临床特征跟踪发现，这些病人随后患有从轻症到重症的神经症状。对入组患者又经过了一系列临床神经系统检查，包括核磁共振成像（MRI）、头部CT扫描、PCR和ELISA等（如下图）。除了一位患有边缘叶脑炎和 颞叶癫痫的患者以外，在患者血浆中都能检测到抗COVID-19 N蛋白的IgG抗体，这意味着血脑屏障已破坏，并伴有病毒神经入侵。
作者又通过卡氏评分（KPS）和残疾等级量表（DRS）算法，将脑脊液中的12个炎症介质和多时间点脊椎穿刺的神经障碍临床打分进行系统分析。进一步发现脑脊液中的MMP10水平和神经障碍临床打分有强相关性。同时，通过基于Olink PEA技术的更广泛的蛋白组学分析结果显示，衰老标志物4E-BP1明显上调，同时有10个神经标志物富集，包括被广泛熟知的病毒标志物和自动免疫诱导型神经退化标志物NEFL。
COVID-19 感染引发的神经系统并发症的流行远超出意料之外，其中有7%-69%的病人会转为重症感染。并伴随显著可见的IFN-g上调和下游效应信号改变，如SARS-CoV-2感染2个月后，CXXL-9/10/11显著上调。随后大脑炎症，包括趋化因子、巨噬细胞和T淋巴细胞下游IFN-g等指标上升，会进一步加剧神经损伤。
文中发现的12个炎症介质，是存在于脑脊液中的分泌型、细胞膜、细胞质和细胞核的各种蛋白，也是衰老和神经损伤的生物标志物，进一步验证了COVID-19介导的神经退行性病变。其中，脑脊液中的MMP-10水平和神经障碍强相关，也与之前其他报道MMP-10参与神经损伤的研究结论相一致。该论文通过基于Olink PEA技术的靶向蛋白组学分析，发现了12个炎症介质与COVID-19诱导的神经障碍密切相关，并发现MMP10可作为潜在的预后生物标志物用做进一步神经障碍相关研究。
参考文献：
1. Inflammatory Leptomeningeal Cytokines Mediate COVID-19 Neurologic Symptoms in Cancer Patients. Cancer Cell 39, 276–283, February 8, 2021
