你的基因会让你更容易感染 COVID-19 吗?

遗传构成的个体差异可能解释了我们对新型冠状病毒的易感性以及它引起的疾病的严重程度

确定 ABO 血型系统中的血型。

自从几个月前 COVID-19 疫情开始以来,科学家们一直在研究这种疾病表现方式的多样性。其范围从完全没有症状的病例到涉及急性呼吸窘迫综合征(可能是致命的)的严重病例。造成这种差异的原因是什么?答案可能在于我们的基因吗?

15 年多来,冠状病毒一直引发着这样的问题。在研究 2003 年爆发的严重急性呼吸综合征 (SARS) 时,北卡罗来纳大学教堂山分校的 Ralph Baric 和他的同事们鉴定出一个基因,当该基因因突变而沉默时,会使小鼠高度易感 SARS-CoV,即引起该疾病的冠状病毒。该基因名为TICAM2,编码一种蛋白质,该蛋白质有助于激活一类受体,称为 Toll 样受体 (TLR),它们参与先天免疫,即抵御病原体的第一道防线。

现在,注意力已转移到 SARS-CoV-2,即引起 COVID-19 的新型冠状病毒。TLR 再次引起研究人员的兴趣——这一次是为了帮助解释男性严重感染人数过多的现象。


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根据 4 月 23 日发布的一项全国调查,法国重症监护病房中 COVID-19 的重症病例中,男性占 73%。行为和激素差异可能对此负有部分责任。但基因也可能是其中的因素。与男性不同,女性有两条 X 染色体,因此携带双倍的TLR7基因副本,TLR7基因是病毒活动的关键检测器,有助于增强免疫力。

血型的遗传学可能为了解您是否容易感染该病毒提供一些见解。3 月下旬,中国南方科技大学的 Peng George Wang 和他的同事发布了一项预印本研究(尚未经过同行评审)的结果,该研究比较了中国武汉和深圳三家医院的 2,173 名 COVID-19 患者与同一地区未感染人群的血型分布。A 型血似乎与感染该病毒的较高风险有关,而 O 型血提供最多的保护,但原因尚待确定。

早期的 SARS 爆发也提供了教训。血型在红细胞表面带有两种不同的糖(糖类)分子。一种对应于 A 型,另一种对应于 B 型。每种分子都由一种酶产生,该酶的基因以两种形式存在(一种用于 A 型,另一种用于 B 型)。第三种基因变体编码一种失活酶:O 型(来自德语 ohne,意思是“没有”)。同时拥有酶的 A 和 B 变体的人是 AB 型血。

每种糖,A 或 B,都可能充当抗原。它可以触发抗体的产生,这些抗体靶向它所缺乏的抗原,这就是为什么输血时必须谨慎的原因。在 ABO 血型系统中,O 型血的抗体最丰富——同时具有抗 A 和抗 B 抗体——而 AB 型血则没有其中任何一种。

2008 年,法国南特大学的 Jacques Le Pendu 和他的同事研究了 SARS-CoV 的体外模型。研究人员表明,病毒的 S 蛋白与细胞的 ACE2(血管紧张素转化酶 2)受体的结合(这是感染发生的必要条件)受到抗 A 抗体的抑制,尽管关于抗 B 抗体的数据仍然缺乏。

血管紧张素转化酶 1 (ACE1) 是 ACE2 在血压控制中的近亲。ACE1 D 基因是该酶的几种遗传变体之一,与 ACE2 基因的低水平表达有关。结果,细胞包含更少的受体,这些受体允许 SARS-CoV 感染。ACE1 D 的频率因国家/地区而异,尤其是在欧洲,这引发了一个问题,即这种变体的地理分布是否与 COVID-19 的流行率相关。它是否可能反映该疾病在全球范围内的流行病学?Marc De Buyzere 和他在比利时根特大学的同事发现情况确实如此。

研究人员使用来自 25 个国家/地区(范围从葡萄牙到爱沙尼亚,从土耳其到芬兰)的数据表明,疾病流行率变异性的 38% 可以用 ACE1 D 基因的频率来解释。死亡率统计数据也出现了类似的关联。研究人员还注意到,ACE1 D 基因在受 SARS-CoV-2 严重打击的两个亚洲国家/地区中频率较低。

对新型冠状病毒的易感性的另一个遗传成分可能在于编码人类白细胞抗原 (HLA) 的基因,HLA 是一组防止人类免疫系统攻击自身身体的蛋白质。这些蛋白质构成了主要组织相容性复合物 (MHC),它标记“自身”并将其与“非自身”区分开来。俄勒冈健康与科学大学的 Reid Thompson 和他的同事发现,特定的 HLA 基因与 COVID-19 的严重程度之间存在联系

一种名为 HLA-B*46:01 的变体的携带者似乎特别容易感染 SARS-CoV-2,正如之前对 SARS-CoV 的情况所显示的那样。相反,HLA-B*15:03 变体可能提供一些保护。研究人员表示,快速且廉价地识别人类 HLA 基因可能有助于更好地预测疾病的严重程度——甚至识别出最能从疫苗接种中获益的人群。

目前正在进行多个项目,以更深入地研究影响 SARS-CoV-2 感染的遗传变异。赫尔辛基大学的 Andrea Ganna 发起了 COVID-19 宿主遗传学计划,旨在动员国际遗传学家界致力于此主题。巴黎内克尔儿童医院和洛克菲勒大学的 Jean-Laurent Casanova 正在协调一项类似的工作,以识别导致 50 岁以下人群发生特别严重的 COVID-19 形式的遗传变异。

在面对 SARS-CoV-2 时,我们可能并非人人平等。但查明这些不平等现象存在的原因可能有助于减少它们。

本文最初发表于Pour la Science,经许可转载。

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