Science：冠狀病毒為何讓人生病?答案就在基因里！

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2020-04-13 12:33:00【大中小】

由新型冠狀病毒引起的COVID-19具有奇怪的、悲劇性的選擇性。只有一些受感染的人會(huì)生病，雖然大多數(shù)危重病人是老年人或有心臟病等復(fù)雜的問題，但一些死于這種疾病的人以前是健康的，甚至是相對(duì)年輕的。研究人員現(xiàn)在正準(zhǔn)備仔細(xì)檢查病人的基因組，尋找能解釋這一謎題的DNA變異。這些發(fā)現(xiàn)可以用來識(shí)別那些最容易患嚴(yán)重疾病的人和那些可能受到保護(hù)的人，它們也可以指導(dǎo)尋找新的治療方法。

這些項(xiàng)目的范圍從正在進(jìn)行的針對(duì)數(shù)千名參與者的DNA研究(其中一些人現(xiàn)在感染了冠狀病毒)，到在意大利等疫情嚴(yán)重地區(qū)收集COVID-19患者的DNA的新舉措。他們的目標(biāo)是將COVID-19患者的DNA與沒有糖尿病、心臟病或肺病等潛在疾病的患者的DNA進(jìn)行比較。"我們看到各國臨床結(jié)果存在巨大差異。這其中有多少是由遺傳易感性來解釋的，這是一個(gè)非常開放的問題，"赫爾辛基大學(xué)(University of Helsinki)芬蘭分子醫(yī)學(xué)研究所(FIMM)的遺傳學(xué)家Andrea Ganna說。

一些研究人員說，很難預(yù)測(cè)這些基因篩查會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果。但也有一些明顯的可疑之處，如細(xì)胞表面蛋白血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2 (ACE2)的基因編碼，冠狀病毒利用這種酶進(jìn)入氣道細(xì)胞。ACE2基因改變受體的變化可能使病毒更容易或困難進(jìn)入細(xì)胞。國家過敏癥和傳染病研究所免疫學(xué)家Philip Murphy實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一種相對(duì)常見的另一種人類細(xì)胞表面蛋白的突變，CCR5，使一些人高度抗艾滋病毒。

Ganna領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)重大的工作，以匯集來自世界各地的COVID-19患者的遺傳數(shù)據(jù)。Ganna說，大約兩周前，當(dāng)"每個(gè)人都坐在電腦前看著這場(chǎng)危機(jī)"時(shí)，這個(gè)想法"相當(dāng)自然"。 Ganna也是美國基因組研究機(jī)構(gòu)布羅德研究所(Broad Institute)的成員。

他和FIMM主任Mark Daly很快為他們的項(xiàng)目COVID-19宿主基因計(jì)劃創(chuàng)建了一個(gè)網(wǎng)站，并聯(lián)系了從事大型生物庫研究的同事，這些研究多年來跟蹤了數(shù)千名志愿者，以尋找他們的DNA和健康之間的聯(lián)系。至少有十幾個(gè)生物庫(主要在歐洲和美國)表示有興趣提供來自同意這一做法的參與者的COVID-19數(shù)據(jù)。其中包括擁有500萬芬蘭人口中5%的DNA樣本和健康數(shù)據(jù)的芬根公司，以及位于西奈山的伊坎醫(yī)學(xué)院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的5萬人生物銀行(biobank)。

該項(xiàng)目本月在twitter上發(fā)布消息稱，英國生物銀行(UK Biobank)也計(jì)劃將參與者的COVID-19健康數(shù)據(jù)加入其數(shù)據(jù)集。英國生物銀行是全球最大的生物銀行之一，擁有50萬參與者的DNA數(shù)據(jù)。冰島公司deCODE Genetics幫助測(cè)試該國家的大部分人口，以檢測(cè)誰是新冠狀病毒感染者，他們也已經(jīng)收到了政府的許可，允許添加這些數(shù)據(jù)和任何后續(xù)COVID-19癥狀數(shù)據(jù)庫，其中包含冰島一半人口的基因和健康數(shù)據(jù)。其CEO Kari Stefansson說："我們將盡最大努力解決這個(gè)問題。"

識(shí)別保護(hù)性或易感性DNA變異的另一項(xiàng)努力是由哈佛大學(xué)的George Church領(lǐng)導(dǎo)的個(gè)人基因組計(jì)劃（Personal Genome Project），該計(jì)劃招募愿意分享其完整基因組、組織樣本和健康數(shù)據(jù)的人進(jìn)行研究。本月早些時(shí)候，該公司向數(shù)千名參與者發(fā)送了問卷，詢問他們的COVID-19狀態(tài)。超過600名美國人在48小時(shí)內(nèi)做出了回應(yīng)。"似乎大多數(shù)人都想盡自己的一份力，"Church說，他的團(tuán)隊(duì)還沒有參與Ganna的合作。

與Ganna合作的其他研究人員正在醫(yī)院內(nèi)直接招募COVID-19名患者進(jìn)行基因組學(xué)研究。錫耶納大學(xué)(University of Siena)的意大利遺傳學(xué)家Alessandra Renieri預(yù)計(jì)，全國至少有11家醫(yī)院會(huì)批準(zhǔn)她的團(tuán)隊(duì)從自愿的患者身上采集DNA樣本。"我的觀點(diǎn)是，[宿主]基因差異是……易患嚴(yán)重急性肺炎的一個(gè)關(guān)鍵因素，"Renieri說。

洛克菲勒大學(xué)兒科研究員Jean-Laurent Casanova專攻識(shí)別罕見的基因--那些可以讓健康的年輕人容易受到某些嚴(yán)重的疾病的基因。他創(chuàng)建了一個(gè)包含世界各地兒科醫(yī)生的網(wǎng)絡(luò)以尋找相對(duì)較少的因?yàn)镃OVID-19而住進(jìn)了重癥監(jiān)護(hù)病房的年輕人。他解釋說，"我們只研究那些以前健康的50歲以下的患者"，因?yàn)樗麄兊膰?yán)重的COVID-19疾病更有可能有遺傳基礎(chǔ)。

除了ACE2受體的遺傳變異外，科學(xué)家們還想看看人類白細(xì)胞抗原基因的差異是否會(huì)影響疾病的嚴(yán)重程度。人類白細(xì)胞抗原基因會(huì)影響免疫系統(tǒng)對(duì)病毒和細(xì)菌的反應(yīng)。一些調(diào)查人員想要跟進(jìn)一個(gè)發(fā)現(xiàn)--一個(gè)中國團(tuán)隊(duì)在一份預(yù)印本中報(bào)告的：O型血的人可能是受保護(hù)的，不受病毒感染。"我們正試圖弄清楚這些發(fā)現(xiàn)是否可靠，"斯坦福大學(xué)人類遺傳學(xué)家Manuel Rivas說道。

冠狀病毒的災(zāi)難性傳播應(yīng)該會(huì)很快增加可用于這些基因搜索的COVID-19患者的數(shù)量。這可能會(huì)加快發(fā)現(xiàn)的速度。Ganna預(yù)計(jì)第一批易感基因?qū)⒃趲讉€(gè)月內(nèi)被發(fā)現(xiàn)。