新冠肺炎后肺部疾病与其他瘢痕性肺部疾病的起源相同

新冠肺炎后肺部疾病与其他瘢痕性肺部疾病的起源相同
研究设计:新冠肺炎人工智能导航。第0步:使用名为布尔等价相关聚类(BECC133)的机器学习工具挖掘超过45000个人类、小鼠和大鼠基因表达数据库,以确定宿主对病毒大流行(ViP)的不变反应。在COVID-19大流行开始时,由于缺乏足够多的COVID-19数据集,这些ViP签名仅对来自过去大流行的两个数据集(流感和禽流感;GSE47963, n = 438;GSE113211, n = 118),并在未经进一步培训的情况下用于前瞻性分析来自当前大流行(即COVID-19;N =来自不同数据集的727个样本)。一个由20个基因分类的疾病严重程度的子集称为严重- vip (sViP)特征。ViP特征似乎捕捉到了“不变的”宿主反应,即包括COVID-19在内的所有病毒大流行诱导的宿主免疫反应的共同基本性质。Step1:在代表大量肺部疾病的不同转录组数据集上分析ViP/sViP签名集和cov -肺特异性13基因签名集;这些努力确定COVID-19肺部疾病最接近特发性肺纤维化(IPF); both conditions induced a common array of gene signatures. Step 2: Clinically useful whole-blood and PBMC-derived prognostic signatures previously validated in IPF27 showed crossover efficacy in COVID-19, and vice versa. Step 3: Gene signatures of alveolar type II (AT2) cytopathic changes that are known to fuel IPF were analyzed in COVID-19 lung, and predicted shared features were validated in human and hamster lungs and lung-organoid derived models. Step 4: Protein- protein interaction (PPI) network built using sViP and AT2 cytopathy-related signatures was analyzed to pinpoint ER stress as a major shared feature in COVID-19 lung disease and IPF, which was subsequently validated in human and hamster lungs. Credit:eBioMedicine(2022)。DOI: 10.1016 / j.ebiom.2022.104185

虽然大多数人在一到两周内从COVID-19中恢复,但多达三分之一的幸存者在初次感染数周和数月后仍会出现持续或新的症状。

“长COVID”的一种形式是(ILD)是一组慢性肺部疾病,其特征是炎症和瘢痕(纤维化),使肺部难以获得足够的氧气。从诊断到预后再到治疗,目前对间质性肺病知之甚少。在最严重的情况下,这种疾病是致命的

在一项新的研究中,发表在2022年7月20日的在线期刊上eBioMedicine加州大学圣地亚哥分校(University of California San Diego)的研究人员首次揭示了导致ILD的基本细胞病理。

“使用一个(AI)方法,我们发现由COVID-19引起的疾病与(IPF),最常见和最致命的ILD形式,”加州大学圣地亚哥医学院医学和细胞与分子医学系教授、高级研究合著者普拉迪帕·高希医学博士说。“在基本层面上,这两种情况表现得相似肺和血液中的模式,以及肺泡II型(AT2)细胞的功能失调过程。”

AT2细胞在肺功能中起着几个关键作用,包括产生肺表面活性剂,防止肺细胞在呼气后崩溃,以及损伤后肺细胞的再生。

Ghosh说:“这些发现是有深刻见解的,因为已知AT2细胞包含一个优雅的质量控制网络,可以对内部或外部的压力做出反应。”“质量控制的失败导致更广泛的器官功能障碍,在这种情况下,肺纤维化重塑。”

为了进行他们的研究,Ghosh与加州大学圣地亚哥分校计算机科学系、工程系和儿科系的副教授Debashis Sahoo博士合作,使用跨学科的方法,如人工智能辅助的“大数据”分析。ob体育开户网址

Ghosh和Sahoo说,这种方法将帮助他们在面对新出现的大流行后疾病的未知情况时保持公正。他们分析了1000多个与各种肺部疾病相关的人类肺转录组数据集,专门寻找基因表达模式、炎症信号和细胞变化。与IPF最接近的疾病。

作者能够在COVID-19的仓鼠模型中成功诱导人类肺类器官中的这些告密元素,并可以确认它们在COVID-19死亡个体的肺中存在。在使用抗sars - cov -2疗法的仓鼠中,关键元素也被逆转。一项更深入的分析指出内质网应激是新冠后肺部疾病和间质性肺病的共同早期触发因素。

高希说,利用计算模型来识别共享的基因表达和在COVID-19和指规数之间的关系表明,我们的研究结果在当前大流行之外的效用。

“这里确定的见解、生物标志物、工具、机制和有前途的治疗途径可能会刺激IPF和其他纤维化间质性肺疾病患者的治疗方法的开发,这些患者都有有限或没有治疗选择。”

指规数在美国影响约10万人,每年有3万至4万新病例。这种疾病预后较差,从诊断开始估计平均存活时间为2至5年。


进一步探索

在实验室培养皿中培养的人类迷你肺是最接近真实肺的

更多信息:Saptarshi Sinha等人,COVID-19肺部疾病与特发性肺纤维化具有相同的驱动因子AT2细胞病变特征,eBioMedicine(2022)。DOI: 10.1016 / j.ebiom.2022.104185
期刊信息: EBioMedicine

引用: 2019冠状病毒病后肺部疾病与其他瘢痕性肺部疾病(2022年,7月20日)的起源相同,检索自2022年7月20日//www.puressens.com/news/2022-07-post-covid-lung-disease-scarring-disorders.html
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