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人体基因差异可预测感染新冠病毒的严重程度



北京时间5月6日消息,据国外媒体报道,基因成分的个体差异可能解释人类对新冠病毒的易感性,以及引起疾病的严重程度。自从几个月前新冠疫情爆发以来,科学家们一直在努力探索分析该病毒的不同表现方式,其表现范围从完全没有症状的病例,到涉及急性呼吸窘迫综合症的严重病例,后者可能导致患者死亡,是什么因素导致了新冠病毒患者存在个体差异?这与人体基因有关吗?

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资料图

科学家对冠状病毒提出此类疑问已有十几年之久,早在2003年SARS病毒全球爆发时,美国北卡罗来纳大学教堂山分校的拉尔夫·巴里克(Ralph Baric)和同事研究发现一种基因,该基因一旦突变并被抑制,就会使试验小鼠容易感染SARS病毒。这种基因叫做“TICAM2”,它能编码蛋白质促使一种叫做“钟状受体(TLRs)”的系列受体激活,它们与先天免疫系统有关,是抵御病原体的第一道防线。

对于当前肆虐全球的新冠病毒,研究人员再次对TLRs受体产生了浓厚兴趣,这可能有助于解释遭受严重感染的男性人数过多的原因。

4月23日,法国公布的一项调查报告显示,在法国医院重症监护室中,男性新冠病毒患者占总患者73%,他们的行为特征和激素差异可能与之有关,但是基因可能是混合性因素之一,与男性不同的是,女性拥有两条X染色体,因此携带两倍的TLRs基因,这是有助于提高免疫力的一个重要病毒活性检测指标。

血型遗传可以辨识人们是否容易感染病毒,研究人员发现A血型似乎与感染病毒风险较高有关,而O血型的防护作用最大,其具体原因尚不清楚。

2003年爆发的SARS病毒提供了一些经验教训,血型在血红细胞表面存在两种不同的糖分子,每种糖分子都是由一种酶产生,这种酶的基因有两种形式,分别是A型和B型。第三种基因变体编码一种不活跃的酶——O型,拥有变体A型和B型酶的人就是AB血型。

每种糖分子(A型或者B型)都可以作为抗原,它可以引发针对它所缺乏抗原的抗体的产生,这就是为什么人们输血时必须非常谨慎的原因。在ABO血型系统中,O血型人群身体抗体最丰富,它同时具有A型和B型抗体,而AB血型人群则没有这两种抗体。

2008年,法国南特大学研究员Jacques Le Pendu和同事调查研究了SARS病毒的体外模型样本,研究结果显示,病毒蛋白S与细胞ACE2(2型血管紧张肽转化酶)受体发生结合,是病毒感染的必需过程,该结合过程被A型抗体抑制,但他们对B型抗体的研究数据仍十分匮乏。

在血压控制过程中,ACE2的一个近亲是“1型血管紧张肽转化酶(ACE1)”,ACE1 D基因是该转化酶的几种基因突变之一,最终细胞中允许感染SARS病毒的受体显著减少了。

ACE1 D基因的出现与人们所生活的国家和地区有关,特别是欧洲,科学家认为该变异基因人群的地理分布与新冠病毒传播有关,这一指数是否反映了新冠病毒在全球范围内的传播程度?比利时根特大学研究员Marc De Buyzere称,事实的确如此,我和同事们认为ACE1 D基因人群与新冠病毒易感性密切相关。

基于来自25个国家的调研数据(其中包括:葡萄牙、爱沙尼亚、土耳其、芬兰等国家),研究人员发现,新冠病毒患病率的变化有38%可由ACE1 D基因出现频率进行解释,死亡率统计数据也出现了类似的相关性。他们表示,ACE1基因在严重感染新冠病毒的亚洲国家出现的频率较低。

新冠病毒易感性的更多基因成分可能与人类白细胞抗原体(HLAs)的基因编码有关,HLAs是一组阻止保持人体免疫系统免遭病毒攻击的蛋白质,它们组成了“主要组织相容性复合体(MHC)”,它标志着“自我成分”,并与“非自我成分”相区分。目前,美国俄勒冈州健康科学大学研究员里德·汤普森(Reid Thompson)和同事发现特定HLA基因与新冠病毒感染程度存在密切关系。

汤普森称,携带一种叫做“HLA-B*46:01”的突变基因更容易感染SARS病毒,就像之前证明的新冠病毒易感情况一样,相比之下,HLA-B*15:03突变基因可能提供一些保护。通过识别某人的HLA基因特征,可以快速、廉价地完成测试,可能有助于更好地预测疾病感染程度,甚至有助于确定哪些人会接种疫苗效果更好。