Anorexia(거식증)과 fasting(단식)은 급성 감염에 대한 숙주 적응으로 ketogenesis의 metabolic switch 및 β- hydroxybutyrate(BHB)를 포함한 ketone bodies 생성을 유도합니다. 그러나 ketogenesis가 폐 감염의 면역 반응에 대사적으로 영향을 미치는지 여부는 아직 불분명합니다.

여기에서 우리는 SARS-CoV-2에 의해 유발되었지만 인플루엔자에 의해 유발되지 않은 급성 호흡 곤란 증후군(ARDS)이 있는 인간에서 손상된 BHB 생산을 보고합니다.

CD4+ T 세포의 기능은 COVID-19에서 손상되고, BHB는 CD4+ T 세포에서 Interferon -γ의 생존과 생산을 모두 촉진합니다. Metabolic tracing analysis (대사 추적 분석)을 사용하여 우리는 BHB가 oxidative phosphorylation(OXPHOS)에 연료를 공급하고 산화환원 균형을 유지하는 데 중요한 bioenergetic amino acids와 glutathione의 생산을 위한 alternative carbon source를 제공한다는 것을 밝혀냈습니다. SARS-CoV-2 유발 ARDS 환자의 T 세포는 소진되고 glycolysis 과정으로 편향되었지만, BHB에 의해 metabolically reprogrammed되어 OXPHOS를 수행할 수 있으므로 기능이 향상됩니다.

마지막으로, 우리는 ketone ester drink로 ketogenic diet (KD)와 BHB 전달이 호흡기 감염에서 CD4+ T 세포 대사와 기능을 회복시켜 궁극적으로 SARS-CoV-2에 감염된 마우스의 사망률을 감소시킨다는 것을 보여줍니다. 전체적으로 우리의 데이터는 BHB가 폐 바이러스 감염에서 T 세포 반응을 촉진하는 alternative carbon source로 밝혀져, 심각한 COVID-19의 잠재적 교란자로서 impaired ketogenesis를 강조합니다.