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【文献热点】全球联手开展对新型冠状病毒感染保护性免疫的遗传学研究

发布时间 :2020-05-12 18:42 阅读 :

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目前为止,已知的人类冠状病毒共有七种,其中的三种已经引发严重的流行性疾病。SARS-CoV于2019年首次在中国爆发,并迅速演变成一场“全球性大流行病”。SARS-CoV-2感染者个体间临床表现差异较大,对临床表现中两种极端人群—无症状感染者和生命垂危的年轻人—的研究有助于揭示人类感染和疾病的遗传决定因素。

 

      虽然大多数SARS-CoV-2感染者症状轻微或无感染症状,但COVID-19感染引起的肺炎严重威胁着人们的生命安全。病情较严重的情况在50岁以上或伴有肺部、心血管和代谢紊乱等并发症的患者中更为常见。据统计,在50岁以下且无潜在疾病的患者中病情造成生命威胁的概率低于1/1000,但在80岁以上多种并发症的患者中发生概率大于1/10。因此,临床上将高龄与并发症作为主要的危险因素

 

但是为什么以往健康的儿童/青少年/年轻人或中年人会因COVID-19造成的呼吸衰竭进入重症监护室?

 

COVID Human GeneticEffort提出假设:这类以往健康却患严重新冠肺炎的年轻患者携带可遗传的致病基因突变

 

虽然这一假设尚未得到遗传流行病学研究的支持,但它遵循了自1905年以来的一系列涉及植物、动物和人类病毒感染的经典遗传学研究。

其中,第一个且最透彻的研究为分枝杆菌疾病(MSMD)易感因子的孟德尔式遗传。此外,虽然EB病毒(EBV)和β人乳头瘤病毒(beta-HPV)通常是良性病毒,却也可导致致命性疾病,严格来说,该致命性疾病易感因子为孟德尔式遗传。

 

 

为了解人类对COVID-19免疫控制的遗传学条件,COVIDHuman Genetic Effort于2020年2月开始从各个国家和疾病中心招募50岁以下,无既往病史却遭受COVID-19生命威胁的患者进行COVID-19人类遗传学研究工作。

 


 

      在普通人群(黑色)中,部分人被感染后出现感染症状(紫色)。病情严重的情况(红色)倾向于发生在老年人或并发症患者中。然而,罕见的“特发性”严重病例可以发生在没有并发症的年轻人群中,并假设这些患者是由单基因遗传因素所致。感染后仍有一部分人无症状(蓝色),在某些情况下,即使这些人反复或大量接触该病毒,但仍可通过其血清阴性来鉴别该部分人对病毒具有免疫力(黄色)



该研究有助于发现对SARS-CoV-2具有先天免疫的个体。为何重症监护室中患者的配偶,治疗COVID-19患者而防护不充分的医护人员,不仅健康且血清呈阴性?如果这些人对SARS-CoV-2的T细胞反应呈阴性,则可能有些人对该病毒具有遗传抗性。
 
类似的情况首次出现在20世纪70年代发现的调控因子DARC基因变异,并于1995年通过基因破译,这种纯合变异可通过消除红细胞上的寄生虫受体的表达而对间日疟原虫产生抗性;CCR基因无义突变的纯合子可对CCR5(R5)-嗜性HIV病毒产生免疫;FUT2无效等位基因(null allele)的纯合子可防止肠道感染诺如病毒。
 
因此,研究人员推测编码SARS-CoV-2受体的ACE2基因的功能缺失型变异可能对病毒带来免疫性,而亚效等位基因变异(hypomorphicvariants)可保护受感染个体免受严重疾病的侵袭。
 
人类病毒感染的临床表现可以受遗传基因控制,至少在对病毒感染有免疫力或容易发生严重疾病的异常人群中发现是如此。这种研究模式的转变可为研究进化过程中宿主与病原体之间的相互作用,控制COVID-19对普通人群的威胁,寻找方法应对未来病毒的威胁,开辟一条新的途径。