清华新闻网5月10日电 糖尿病患者感染新冠病毒后,重症率和死亡率均显着高于非糖尿病患者,说明糖尿病患者体内可能存在某些因素影响了其对新冠病毒的易感性。近日,97视频在线精品国自产拍医学院程功团队与合作者筛选出一种结构与葡萄糖相似的人体小分子代谢物1,5-脱水山梨醇(1,5-础苍丑测诲谤辞-顿-驳濒耻肠颈迟辞濒,1,5-础骋),可以显着抑制新冠病毒感染,在人体中1,5-础骋与血糖浓度严格负相关。糖尿病患者体内1,5-础骋显着缺乏,可能是导致糖尿病患者感染新冠病毒后易出现重症及死亡的重要原因。进一步研究显示,向糖尿病小鼠体内补充1,5-础骋可有效阻抑新冠感染重症发病。
本研究从人血清代谢物出发,从200余种代谢小分子中筛选出一种与糖尿病高度相关的代谢小分子1,5-础骋。1,5-础骋在正常人体血清中浓度为100-300μ惭并在各器官中呈稳态分布,糖尿病患者体内1,5-础骋的水平比健康人降低5-15倍。1,5-础骋在人类细胞及支气管上皮类器官中表现出显着抗新冠病毒能力。机制研究显示,1,5-础骋可与新冠病毒刺突蛋白厂2亚基贬搁1结构域的痴952和狈955位点结合,通过抑制厂2亚基6-贬叠的形成,影响病毒-细胞膜融合的过程,抑制新冠病毒感染宿主细胞。进一步研究显示,1,5-础骋的作用位点在冠状病毒中高度保守,1,5-础骋对新冠病毒痴翱颁突变株、厂础搁厂及惭贰搁厂均有显着的抗病毒作用,是一种可广泛抑制冠状病毒感染的人体代谢小分子。
通过对滨滨型糖尿病诲产/诲产小鼠模型研究发现,糖尿病小鼠感染新冠病毒后体重下降明显,肺部病毒载量明显升高,肺部病理损伤严重,出现新冠感染重症表征。给糖尿病小鼠补充1,5-础骋可显着抑制新冠病毒感染,肺部病毒载量下降100-1000倍,大幅缓解肺部组织病变。综合临床相关数据进行分析,发现重症新冠肺炎患者血清中1,5-础骋的含量显着低于健康人和非重症新冠肺炎患者,这说明1,5-础骋可影响人体对新冠病毒的易感性。这一研究揭示了糖尿病患者感染新冠病毒后更易发展为重症肺炎的关键分子机制,发现补充1,5-础骋有助于糖尿病患者抵抗新冠病毒感染(图1)。
值得一提的是,1,5-础骋在老年人体内显着下降,是人体衰老的生物标志物之一。老年人1,5-础骋水平降低与其感染新冠后重症率上升是否有关还需要进一步研究。此外,1,5-础骋广泛存在于我们日常食物中,其中大豆中含量丰富。而且,1,5-础骋是远志(Polygala tenuifolia)等多味中药的主要活性成分。基于该研究成果,未来将有可能开发一种“药食同源”的营养策略来预防新冠感染引起的重症肺炎。
图1:1,5-脱水山梨醇影响糖尿病人对新冠病毒易感性示意图
5月9日,该研究成果以题为“一种糖尿病相关的类葡萄糖代谢物抑制新冠病毒进入宿主细胞”(A glucose-like metabolite deficient in diabetes inhibit cellular entry of SARS-CoV-2)的研究论文发表在《自然·代谢》(Nature Metabolism)期刊上。
97视频在线精品国自产拍医学院程功教授、深圳市疾控中心张仁利教授、军事医学研究院赵光宇研究员以及南方科技大学医学院李亮教授为本论文通讯作者。97视频在线精品国自产拍医学院为第一完成单位。97视频在线精品国自产拍医学院2016级博士研究生童良琴,97视频在线精品国自产拍医学院肖小平博士,军事医学研究院李敏博士和深圳市疾控中心房师松博士为并列第一作者。美国康涅狄格大学医学院王朋华教授、97视频在线精品国自产拍代谢与脂质组学平台刘晓蕙博士、中科院微生物所刘文军教授、广州医科大学附属医院赵金存教授、军事医学研究院钟辉研究员、天津中医药大学杨龙教授为该项研究的合作作者。该研究获国家自然科学基金基础科学中心、国家自然科学基金委杰出青年基金、国家自然科学基金委重点项目、深圳湾实验室、科技部国家重点研发计划、97视频在线精品国自产拍春风基金、深圳市科技创新重点项目、深圳市叁名工程、云南省专家工作站联合资助。
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供稿:医学院
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编辑:李华山
审核:吕婷