Генетика и тяжесть COVID-19
Инфекция COVID-19, вызванная новым коронавирусом, является удивительно — и трагически — избирательной. Лишь некоторые инфицированные люди заболевают и, хотя большинство больных тяжелой формой являются пожилыми или имеют сопутствующие болезни (например, заболевания сердца), некоторые умершие от болезни были до этого здоровы и даже относительно молоды. В настоящее время исследователи готовятся изучить геном пациентов в поисках вариаций ДНК, объясняющих эту загадку. Результаты могут быть использованы для определения тех, кто наиболее подвержен риску серьезного заболевания, и тех, кто может быть защищен, а также могут определить направление поиска новых методов лечения.
Проекты включают в себя исследования ДНК нескольких тысяч участников, некоторые из которых были инфицированы коронавирусом, а также сбор ДНК зараженных пациентов из наиболее пострадавших мест, таких как Италия. Цель — сравнить ДНК пациентов с тяжелыми случаями COVID-19 (коронавирусной инфекции 2019 года), но не имевших основного заболевания, такого как диабет, болезнь сердца или легких, с больными легкой формой или не заболевшими. «Мы наблюдаем огромную разницу клинических исходов в разных странах, сколько из них объясняются генетической восприимчивостью — вопрос открытый», — сообщает генетик Андреа Ганна из Института молекулярной медицины Университета Хельсинки, Финляндия.
Сложно предсказать, что получится из этой охоты за генами, — считают некоторые исследователи. Но есть «подозреваемые», такие как ген, кодирующий ангиотензинпревращающий фермент 2 (АПФ2), который коронавирус использует, чтобы проникать внутрь клеток эпителия дыхательных путей. «Изменения в гене АПФ2, которые меняют структуру рецептора, могут облегчить или усложнить вирусу проникновение в клетку», — утверждает иммунолог Филип Мерфи из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, лаборатория которого выявила относительно распространенную мутацию другого поверхностного белка человеческих клеток — CCR5, который делает некоторых людей устойчивыми к ВИЧ.
Ганна возглавляет команду по сбору генетических данных пациентов, зараженных COVID-19 по всему миру. Идея «пришла совершенно спонтанно» около двух недель назад, когда «каждый сидел перед компьютером, наблюдая за этим кризисом», — говорит Ганна, который также связан с Институтом Броада — передовым учреждением, занимающимся генными исследованиями в США.
Он и директор Института молекулярной медицины Финляндии Марк Дэйли быстро создали сайт для их проекта «Генетическая инициатива носителей COVID-19» и связались с коллегами, которые проводят крупные исследования в биобанках и следят за тысячами волонтеров годами, чтобы найти связи между их ДНК и здоровьем. Как минимум дюжина биобанков, по большей части в Европе и Соединенных Штатах, проявили заинтересованность в предоставлении данных о COVID-19 от согласившихся участников. Среди них и FinnGen — проект, который содержит образцы ДНК и данные о состоянии здоровья 5 % пятимиллионного населения Финляндии, а также биобанк Школы медицины Икана Медицинского центра Маунт-Синай с 50 000 участников.
Биобанк Великобритании, один из крупнейших в мире, с данными ДНК более 500 000 участников, также планирует добавить данные о COVID-19 в их базу (проект был опубликован в этом месяце). Исландская компания deCODE Genetics, которая помогает тестировать большую часть населения страны, чтобы узнать, кто инфицирован новым коронавирусом, получила разрешение государства добавить эти данные и любые последующие симптомы COVID-19 в свою базу данных, которая содержит геном и сведения о здоровье половины из 364 000 жителей Исландии, — сообщает их генеральный директор Кари Стефанссон. «Мы сделаем все возможное, чтобы внести свой вклад в решение этой проблемы», — говорит Стефанссон.
Еще одна попытка определить вариации ДНК для защиты или восприимчивости — это «Персональный геномный проект», который возглавляет Джордж Чёрч из Гарвардского университета. Он набирает людей, желающих поделиться полным геномом, образцами тканей и сведениями о здоровье для исследований. В начале этого месяца они отправили опросник тысячам участников, уточняя их COVID-19 статус. Более шестисот человек в США ответили в течение 48 часов. «Похоже, что многие люди хотят внести свой вклад», — говорит Чёрч, чья группа еще не является частью коллаборации Ганны.
Другие исследователи, работающие с инициативой Ганны, набирают пациентов для генетических исследований напрямую в госпиталях. Итальянский генетик Алессандра Реньери из Сиенского университета ожидает, что по меньшей мере 11 госпиталей в стране дадут этическое одобрение для сбора образцов ДНК пациентов, давших согласие. «По моему мнению, генетические отличия являются ключевым фактором предрасположенности к тяжелой острой пневмонии», — сообщает Реньери.
Педиатр-исследователь Жан-Лоран Казанова из Университета Рокфеллера, специализирующийся на выявлении редких генов, которые могут сделать здоровых молодых людей более восприимчивыми к некоторым серьезным заболеваниям, привлекает педиатров по всему миру к поиску относительно небольшого числа молодых людей, которые переносят COVID-19 достаточно серьезно и попадают в отделение интенсивной терапии. «Мы изучаем только пациентов, которые были ранее здоровы и которым меньше 50 лет», так как в их случае тяжесть COVID-19, скорее всего, имеет генетическую основу, — объясняет он.
Помимо генетических вариантов рецептора АПФ2, ученые хотят увидеть, насколько разница в генах человеческого лейкоцитарного антигена, который влияет на сопротивление иммунной системы вирусам и бактериям, обусловливает серьезность заболевания. А некоторые исследователи хотят проверить вывод, который китайская команда сообщила в препубликации: люди с первой группой крови могут быть защищены от вируса. «Мы стараемся выяснить, насколько надежны эти результаты», — говорит Мануэль Ривас специалист по генетике из Стэнфордского университета, который участвует в инициативе Ганны.
Катастрофическое распространение коронавируса должно вскоре увеличить количество пациентов, зараженных COVID-19, доступных для этой «охоты за генами». И это может ускорить исследования. Ганна ожидает, что первые гены восприимчивости могут быть определены в течение пары месяцев.
