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人体基因差异可预测感染新冠病毒的严重程度

科普小知识2021-12-07 19:19:59
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根据国外媒体报道,基因组成的个体差异可能解释了人类对新冠状病毒的易感性和疾病的严重性。自从几个月前新的冠状病毒爆发以来,科学家们一直试图探索和分析这种病毒的不同表现,从完全无症状的病例到可能导致患者死亡的急性呼吸窘迫综合征的严重病例。什么因素导致新冠状病毒患者的个体差异?这和人类基因有关吗?

十多年来,科学家们一直对冠状病毒提出这样的问题。早在2003年,当非典病毒在全球爆发时,位于教堂山的北卡罗来纳大学的拉尔夫·巴里克和他的同事们就发现了一种基因,这种基因一旦变异并被抑制,就会使受试小鼠对非典病毒敏感。这种基因被称为“TICAM2”,可以编码蛋白质来激活一系列被称为“钟形受体”(TLRs)的受体,这些受体与先天免疫系统有关,是抵御病原体的第一道防线。

研究人员再次对目前肆虐全球的新冠状病毒的TLRs受体感兴趣,这可能有助于解释为什么严重感染的男性数量过高。

4月23日,法国发布的一份调查报告显示,法国医院重症监护室73%的患者是新诊断出冠状病毒的男性患者。他们的行为特征和激素差异可能与此有关,但基因可能是混合因素之一。与男性不同,女性有两条X染色体,因此携带两倍的TLRs基因,这是病毒活性提高免疫力的一个重要指标。

血型遗传可以确定人们是否易受病毒感染。研究人员发现,A型血似乎与更高的病毒感染风险有关,而O型血具有最大的保护作用。具体原因尚不清楚。

2003年非典病毒爆发提供了一些经验和教训。血型在红细胞表面有两种不同的糖分子。每个糖分子都是由一种酶产生的。这种酶的基因有两种形式,A型和B型。第三个基因变体编码一种非活性酶,即O型,而具有变体A和B酶的人是AB血型。

每一种糖分子(A型或B型)都可以用作抗原,这可以引发针对其缺乏的抗原的抗体的产生,这就是为什么人们在输血时必须非常小心的原因。在ABO血型系统中,O血型的人体内抗体最丰富,既有A型抗体,也有B型抗体,而AB血型的人则没有这两种抗体。

2008年,法国南特大学的研究员雅克·勒庞度(Jacques Le Pendu)和他的同事在体外模型样本中研究了非典病毒。结果表明,病毒蛋白S与细胞血管紧张素转换酶2受体的结合是病毒感染的重要过程。结合过程受到A型抗体的抑制,但他们对B型抗体的研究数据仍然很少。

在血压控制过程中,血管紧张素转换酶2的一个近亲是“血管紧张素转换酶1型(ACE1)”,ACE1 D基因是转换酶的几个基因突变之一,最后使细胞中允许感染非典病毒的受体显著减少。

ACE1 D基因的出现与人们生活的国家和地区有关,尤其是在欧洲。科学家认为突变基因群体的地理分布与新冠状病毒的传播有关。这个指数反映了新冠状病毒在世界上的传播程度吗?比利时根特大学的研究员马克·德·布泽尔说,事实确实如此。我和我的同事们认为ACE1 D基因群体与新冠状病毒的易感性密切相关。

基于来自25个国家(包括葡萄牙、爱沙尼亚、土耳其、芬兰等国家)的调查数据,研究人员发现,新冠状病毒流行率的38%的变化可以用ACE1 D基因的出现频率来解释,并且死亡率统计数据显示出相似的相关性。他们说ACE1基因在严重感染新冠状病毒的亚洲国家不太常见。

新冠状病毒易感性的更多基因成分可能与人类白细胞抗原(HLAs)的基因编码有关,HLAs是一组防止人类免疫系统受到病毒攻击的蛋白质。它们形成“主要组织相容性复合体(MHC)”,标志着“自我成分”,并与“非自我成分”相区别。目前,美国俄勒冈州立健康科学大学的研究人员里德·汤普森和他的同事发现了特定的人类白细胞抗原基因和新冠状病毒感染程度之间的密切关系。

汤普森说,携带一种叫做“人类白细胞抗原-B * 46: 01”的突变基因更容易感染非典病毒,就像以前证明的新冠状病毒的易感性一样。相反,人类白细胞抗原-B * 15: 03突变基因可能提供一些保护。通过识别某人的人类白细胞抗原基因特征,测试可以快速而廉价地完成,这可能有助于更好地预测疾病的感染程度,甚至有助于确定谁将更好地接种疫苗。(叶青城)