《European Journal of Applied Physiology》:Multifactorial biomarker profiles in fatigued and non-fatigued post-COVID-19 patients: insights from a one-year follow-up
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目的:比较SARS-CoV-2(严重急性呼吸综合征冠状病毒2型,SARS-CoV-2)感染后疲劳组、非疲劳组和对照组之间的血液生物标志物;评估纵向生物标志物变化;并识别与COVID-19后疲劳相关的遗传关联和生物标志物。方法:该纵向观察研究对确诊SARS-Co
目的:比较SARS-CoV-2(严重急性呼吸综合征冠状病毒2型,SARS-CoV-2)感染后疲劳组、非疲劳组和对照组之间的血液生物标志物;评估纵向生物标志物变化;并识别与COVID-19后疲劳相关的遗传关联和生物标志物。方法:该纵向观察研究对确诊SARS-CoV-2感染者随访一年,依据疲劳严重度量表(FSS)将其分为疲劳组(n = 27)和非疲劳组(n = 13),并与未感染对照队列(n = 27)进行横断面比较。于四个时间点采集血样,评估细胞因子、血液学和生化标志物、炎症指数及基质金属蛋白酶(MMP)。采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)对选定功能多态性进行基因分型。组间比较采用广义估计方程(GEE),遗传关联采用比值比(OR)和95%置信区间(CI)评估。结果:基线时,COVID-19后疲劳参与者的白细胞介素-6(IL-6)(2.70 vs. 1.68 pg/mL,p < 0.001)、白细胞介素-8(IL-8)(6.09 vs. 3.68 pg/mL,p = 0.024)和高敏C反应蛋白(hs-CRP)(6.61 vs. 1.06 mg/L,p < 0.001)高于对照组。随访期间,疲劳组IL-6(平均差[MD] 1.27 pg/mL,p = 0.009)、IL-8(MD 1.98 pg/mL,p = 0.017)和hs-CRP(MD 4.16 mg/L,p < 0.001)高于非疲劳组。在探索性基因型分析中,疲劳与COMT(儿茶酚-O-甲基转移酶,COMT)rs4680(OR 13.85,95% CI 2.74–69.91)、NR3C1(核受体亚家族3C成员1,NR3C1)rs41423247(OR 3.76,95% CI 1.04–13.69)和MMP9(基质金属蛋白酶9,MMP9)rs3918242(OR 0.20,95% CI 0.06–0.67)相关。hs-CRP与FSS评分显著相关(B = 0.12,95% CI 0.02–0.21;p = 0.014)。结论:COVID-19后疲劳与持续性炎症和遗传变异相关,支持多因素生物学基础,并强调hs-CRP作为潜在标志物需进一步验证。图形摘要:COVID-19后疲劳与持续性炎症和神经内分泌失调相关。遗传变异(COMT、NR3C1、MMP9)与疲劳相关,而hs-CRP成为严重程度的最强预测因素。
研究背景:COVID-19后疲劳是全球常见后遗症,患病率高,并影响就业、生活质量、功能状态和心理健康;既往流感、Ross River病毒、Coxiella burnetii和EBV感染后也可见疲劳综合征,但SARS-CoV-2因ACE2广泛表达和多系统受累可能造成更复杂后遗症。已有研究提示病毒感染后疲劳涉及细胞因子/趋化因子、炎症和心血管风险标志物、血细胞参数、血小板、血液学炎症指数、MMP、脂质代谢、肝肾功能及肌肉功能和损伤等多领域改变;但COVID-19后疲劳与非疲劳者之间这些标志物模式差异、是否持续一年、遗传变异贡献仍不清楚。因此,研究人员比较三组血液标志物、纵向变化、遗传关联及与疲劳最相关标志物,假设COVID-19后个体标志物谱不同于健康人,且疲劳者炎症、血液和生化改变更明显。
研究人员开展为期一年纵向观察研究,随访确诊SARS-CoV-2感染者,按FSS分为疲劳和非疲劳,并与未感染对照横断面比较;结论为COVID-19后疲劳与持续炎症和遗传变异相关,支持多因素生物学基础,hs-CRP为需进一步验证的潜在标志物。意义在于从免疫炎症、组织重塑、神经内分泌和宿主遗传易感性整合解释疲劳,并提示常规可及指标可能用于随访和风险分层,但需验证。
关键技术方法:2021年8月至2023年8月招募COVID-19后队列(61例入组,40例完成四次评估:疲劳27、非疲劳13)和对照(36例符合,27例纳入);基因分型用残余血样53例(对照22、疲劳20、非疲劳11)。用FSS分层;在21–30、31–90、91–180、181–360天四时间点采血;流式细胞术微球阵列(CBA)测细胞因子,临床实验室测血液学、生化、炎症指数、脂质、肝肾和肌肉损伤指标,酶谱法测MMP;PCR-RFLP测多态性;超声和等长测力计测股四头肌厚度和膝伸肌力矩;用GEE、Tukey事后检验、线性回归及OR/95%CI分析。
研究结果:
社会人口学特征:GEE、卡方或Fisher检验显示组间年龄、性别、种族无差异;疲劳组教育程度低于对照,感染前体力活动少于对照和非疲劳组。
基线差异:GEE事后分析显示疲劳组较对照IL-6、IL-8、红细胞分布宽度(RDW)、hs-CRP、中性粒细胞、单核细胞、甘油三酯(TG)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、活性MMP-9、急性炎症状态指数(AISI)、系统性炎症反应指数(SIRI)更高,血红蛋白(Hb)、白细胞计数(WBC)、肌酸磷酸激酶(CPK)、股外侧肌和股内侧肌厚度更低;非疲劳组与对照无显著差异;疲劳组较非疲劳组活性MMP-9、GGT更高、股内侧肌厚度更低;血小板计数(PLT)、系统性免疫炎症指数(SII)、股直肌厚度有总体组间差异但事后无显著配对。
性别相关红细胞参数:COVID-19后参与者中男性红细胞计数(RBC)、Hb、血细胞比容(HCT)高于女性(p < 0.001)。
随访期间比较:细胞因子和趋化因子:GEE显示疲劳组IL-6和IL-8高于非疲劳组;其他细胞因子无差异,无组×时间交互。炎症和心血管风险标志物:疲劳组hs-CRP高于非疲劳组;同型半胱氨酸(Hcy)第二评估高于基线;RDW总体评估效应显著但事后未检出;无交互。红细胞参数:疲劳组平均红细胞血红蛋白量(MCH)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)低于非疲劳组;RBC、Hb、HCT有评估主效应,第三/四次RBC和HCT高于第二次,第四次Hb高于第一次且第三/四次高于第二次;无交互。白细胞参数:疲劳组中性粒细胞高于非疲劳组;单核细胞有组内差异但事后未检出;其他无差异。血小板:疲劳组PLT高于非疲劳组;平均血小板体积(MPV)无差异。血液学炎症指数:疲劳组AISI、SII高于非疲劳组;SIRI、AISI有组内差异但事后未显著;无交互。MMP:疲劳组活性和pro MMP-9高于非疲劳组;活性MMP-2有组内差异和组×时间交互;pro MMP-2无组间差异。脂质谱:TG有组×时间交互,第二评估疲劳组更高;其他血脂无差异。肝肾功能:无组间差异;碱性磷酸酶(ALP)和铁蛋白有组内差异,疲劳组第三评估铁蛋白低于第一;丙氨酸氨基转移酶(ALAT)和天冬氨酸氨基转移酶(ASAT)有组×时间交互。肌肉功能和损伤指标:疲劳组股直肌、股内侧肌、股外侧肌厚度和膝伸肌力矩更低;CPK有组内差异,第四评估更高;股外侧肌厚度有组×时间交互,疲劳组从第一到第二、第三增加,第四高于之前,非疲劳组第三高于第一。基因型分布和基因型-疲劳关联:疲劳与MMP9 rs3918242(OR = 0.20)、COMT rs4680(OR = 13.85)、NR3C1 rs41423247(OR = 3.76)相关;IL-8 rs4073趋势(OR = 3.33,p = 0.080);MMP2 rs2285053和FKBP5 rs7748266无关联。与COVID-19后疲劳相关的关键标志物:三个探索性线性回归模型比较AIC,含hs-CRP和CPK的模型3最优,解释23.1% FSS方差;hs-CRP为唯一显著预测因子(B = 0.12,95% CI 0.02–0.21,p = 0.014),CPK不显著。
讨论部分总结:COVID-19后疲劳患者炎症标志物较高,并存在部分血液生化、肌肉结构和功能差异及纵向差异;IL-6和IL-8升高与持续免疫激活一致,可能影响神经免疫信号和色氨酸-犬尿氨酸代谢。研究不能确定炎症先于感染或由持续病毒、免疫或组织过程引起;炎症、神经内分泌和遗传发现支持统一生物模型,遗传变异可能与疲劳状态而非感染本身相关,COVID-19可能是触发因素。COMT和NR3C1关联具生物学合理性,但基因分型不能证明多巴胺功能、糖皮质激素敏感性或下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴失调;MMP9 rs3918242呈保护关联,IL-8 rs4073趋势具生物学合理性,所有遗传发现均属探索性。hs-CRP应视为候选相关指标而非临床预测因子;铁蛋白、Hb/HCT/MCH/MCHC轻微改变后正常,PLT和中性粒细胞持续升高,SII、SIRI、AISI持续升高;GGT升高提示氧化应激和亚临床组织应激;MMP-9升高提示细胞外基质重塑和炎症;肌肉厚度和力量下降、CPK低提示结构与功能损害但非诊断肌少症或无力症;股外侧肌厚度持续低可能与慢性低度炎症、线粒体功能障碍、氧化代谢受损和肌肉修复改变有关;TG高与长COVID和心血管风险相关;多项指标来自常规检测,具随访和风险分层潜力。局限性包括对照仅评估一次、样本小、无先验样本量计算、纵向测量受混杂影响、多结局和单核苷酸多态性增加偶然发现风险、遗传和回归分析缺乏外部重复,结果应视为探索性。
研究结论翻译:综上,研究结果支持COVID-19后疲劳的多因素模型,涉及免疫失调、组织重塑和宿主遗传变异。疲劳与COMT、NR3C1和MMP9变异相关,并伴随生化、炎症和肌肉相关改变。hs-CRP和血液学指数等可及指标可能有助于识别相关生物学特征,但临床使用前需验证。需要更大、更多样的机制研究确认这些关联并阐明因果通路。