隨著 COVID-19 繼續其在全球範圍內的致命蔓延,研究人員已經看到了與嚴重病例相關的特徵模式。年齡增長、糖尿病、心臟病和終生遭受系統性種族主義的經歷已成為風險因素。現在,一些與某些基因的聯絡也正在顯現,儘管這些聯絡較為模糊。
透過梳理基因組,研究人員已將 COVID-19 的嚴重程度和易感性與一些與免疫系統反應相關的基因,以及一種允許導致疾病的 SARS-CoV-2 冠狀病毒進入我們細胞的蛋白質聯絡起來。他們還發現了風險與個人血型(A、B、AB 或 O 型)之間的聯絡。然而,這些發現並非板上釘釘。科學家們警告說,即使是有效的影響也可能很小,儘管瞭解與嚴重疾病結果相關的基因可能有助於識別治療藥物。使這項工作複雜化的是社會和經濟不平等的影響,這些不平等也增加了風險,並且往往集中在具有特定種族背景和血統的人群中。
約翰·霍普金斯大學彭博公共衛生學院遺傳流行病學專案主任普里亞·杜加爾說,將遺傳學與這些不平等現象區分開來非常重要。“我們不希望將兩者混淆,”她說。“種族代表著許多因素,包括那些可能是必要工作者”的人,他們可能因為工作而經常接觸到更多感染機會,或者可能無法獲得良好的醫療保健。“這些都是我們長期以來在這個國家已知存在的事情,而 COVID-19 只是將它們推到了前臺。”
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美國國家人類基因組研究所基因組醫學部門主任特里·馬諾利奧說,關於遺傳學研究的另一個警告是,基因搜尋“最常基於有偏見的資料集”,這些資料集主要來自歐洲血統的人。她說,忽略其他人群“可能會完全錯過風險最大的人”,留下重要的空白。事實上,迄今為止最重要的同行評議遺傳學研究之一,於 6 月 17 日發表在《新英格蘭醫學雜誌》上,依賴於兩個歐洲人群。
在該研究中,研究人員仔細檢查了義大利和西班牙 1,610 名住院患者的基因組,以尋找在發生 COVID-19 呼吸衰竭的人群中常見的 DNA 變化。這些小的 DNA 改變可能只會對基因功能產生細微影響,它們是遺傳序列中更典型版本的變異。研究人員發現,許多患有嚴重疾病的患者在 3 號染色體上的基因複合體中存在變異。其中一些基因編碼稱為趨化因子的蛋白質,這些蛋白質與免疫系統分子相互作用。趨化因子充當化學麵包屑,吸引免疫細胞到受攻擊的組織,使它們能夠摧毀受感染的細胞。但是對於冠狀病毒,它們通常似乎會過度運轉並引發破壞肺部的攻擊。
科學家們發現,在一個關鍵變異在需要使用呼吸機的人群中比在需要較溫和干預措施(例如一些補充氧氣)的人群中大約常見 1.5 倍。具有兩個複製這種變異的重症患者比具有一個或零個複製的患者年輕一些,這表明雙倍劑量勝過年輕的某些保護性益處。
該研究的作者說,這種小的 DNA 變化與幫助調節趨化因子的基因活性降低有關。這種改變也與另一種基因的活性增加有關,該基因編碼一種與 SARS-CoV-2 進入細胞的分子守門人相互作用的蛋白質。這種守門人稱為血管緊張素轉換酶 2 或 ACE2,在包括肺部在內的許多組織中都很活躍。全球COVID-19 宿主遺傳學計劃中的其他科學家在早期分析中已經將這些 3 號染色體基因中的幾個作為感興趣的候選基因。
在《新英格蘭醫學雜誌》研究中的研究人員還發現了一種與另一個決定血型的染色體區域的關聯。這段 DNA 位於 9 號染色體上。與具有其他血型的人相比,具有 A 型基因的患者發生呼吸衰竭的機率高出 1.5 倍。然而,O 型血的人發生這種衰竭的機率較低。其他小組在同行評審前的預印本論文中發表的研究將 A 型血與感染 COVID-19 的風險較高聯絡起來,並且報告了 O 型血的風險較低。(該研究也與一項關於 2002-2004 年早期 SARS 冠狀病毒爆發患者的小型研究相符,該研究暗示了 O 型血可能降低風險。)
芬蘭分子醫學研究所(COVID-19 宿主遺傳學計劃的一部分)的組長 Andrea Ganna 說,在這些遺傳學發現中,3 號染色體上的區域似乎與疾病嚴重程度的關聯最強。他說,與血型的聯絡不太確定。杜加爾指出,一些與 COVID-19 無關的因素可以解釋這些結果。例如,她說,研究將患病住院患者與來自社群的獻血者群體進行了比較,這些獻血者可能未接觸過病毒。如果這些獻血者傾向於 O 型血,他們的資料可能會使研究偏向於得出 O 型血在某種程度上具有保護作用的結論。不過,杜加爾補充說,血型 ранее 與不同疾病(如瘧疾和胰腺癌)的易感性有關,因此這並非不可能。
Ganna 說,任何遺傳效應本身都可能很小,這意味著它們可能對篩選測試沒有用處,這些測試告訴人們他們患病的風險是特別高還是特別低。
他和其它科學家說,遺傳學發現可以做的是揭示有關參與疾病易感性或抵抗力的生物途徑的資訊——為測試靶向這些途徑的藥物開闢道路。國家人類基因組研究所醫學基因組學和代謝遺傳學分部主任萊斯利·比塞克說,尤其是對於沒有其他明顯風險因素的人來說,嚴重疾病的生物學基礎是“一個極其重要且有趣的問題”。檢查嚴重 COVID-19 病例中的生物學特性可能——最終——創造出一種適用於所有受感染人群的療法,而不僅僅是針對具有特定基因變化的人群。
