Генетика на COVID-19: Защо някои хора развиват тежки симптоми

Advanced age and comorbidities are known to be high risk factors for COVID-19. Does генетичен make-up predispose some people making them more susceptible to severe symptoms? Conversely, does genetic make-up enable some people to have innate immunity making them immune against COVID-19 implying such people may not require vaccines. Identifying people with genetic susceptibility (by way of genome analysis) may provide for a more efficient personalised/precision medicine approach to combat this pandemic and other high burden diseases like cancer.  

Covid-19 is known to disproportionately affect elderly and people with comorbidities however there seems to be another pattern. Apparently, some people are генетично more prone and predisposed to develop severe life-threatening symptoms ¹ както е посочено в съобщените случаи, като трима братя в подобна възрастова група (които живееха отделно и бяха нормално здравословни), поддаващи се на COVID-19 ². Тази малка група хора страдат от хипервъзпаление, клинично влошаване и полиорганна недостатъчност, причинени от развитието Цитокинова буря (CS), в който интерлевкин-6 (IL-6) е централен медиатор. Два често срещани генни полиморфизма, които предразполагат към хипервъзпаление, са фамилна средиземноморска треска (FMF) и дефицит на глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа (G6PD), който в комбинация със затлъстяване увеличава риска допълнително ³.  

A systematic review links susceptibility to генетичен variants in immune response genes. Forty genes were found to be associated with susceptibility and 21 of these genes had relation with development of severe symptom ⁴. Друго проучване подкрепя това мнение ACE2 ген полиморфизмът допринася за чувствителността към COVID-19 ⁵. The virus responsible for COVID-19 uses the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor protein present on the cell surface to enter the cell. Any variation in the ACE2 gene would have strong bearing on predisposition to COVID.  The role of host-генетика in susceptibility to COVID-19 is investigated at the level of structural variants (SV) in a study reported in preprint recently by Sahajpal NS, et al. In this study, the researchers performed genome analysis on 37 severely ill COVID-19 patients. This patient-centric investigation identified 11 large structural variants involving 38 genes with a potential role in development of severe symptoms of COVID-19 ⁶. 

The fast-evolving knowledge base about role of host-генетика in Covid-19 disease progression may indicate appropriate shift of focus towards targeted approach to prevention and treatment of COVID-19. It may be possible to think of precisely targeted interventions to unique генетичен-makeup of individuals ⁷. Персонализираните, прецизни лечения или интервенции обаче биха изисквали данни от анализ на генома на индивидуално ниво. Може да има проблем с поверителността, с който да се справите, но в дългосрочен план това може да се окаже по-ефективно и по отношение на разходите.  

Понастоящем има някои търговски организации, които предоставят лични услуги, покриващи основни здравни предразположения за индивиди. Въпреки това, ще са необходими по-организирани усилия в публичния сектор, за да се изгради база от знания и инфраструктура, за да бъде персонализирана прецизна медицина реалност. Многоцентрово проучване GEN-COVID ⁸ които имат за цел да извлекат фенотипни и генотипни данни на индивидуално ниво чрез биобанкиране и здравни досиета, за да направят данните достъпни за Covid-19 изследователи по целия свят е стъпка напред в тази посока.  

***

Литература:  

1. Kaiser J., 2020. Колко ще ви разболее коронавирусът? Отговорът може да е във вашите гени. наука. Публикувано на 27 март 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb9192 

2. Юсефзадеган С. и Резаей Н., 2020 г. Доклад за случая: Смърт от COVID-19 при трима братя. Американското списание за тропическа медицина и хигиена. Том 102: Брой 6 Страница(и): 1203–1204. Публикувано онлайн: 10 април 2020 г. DOI: https://doi.org/10.4269/ajtmh.20-0240 

3. Woo Y., Kamarulzaman A., et al 2020. A генетичен predisposition for Cytokine Storm in life-threatening COVID-19 infection. OSFPreprints. Created: April 12, 2020. DOI: https://doi.org/10.31219/osf.io/mxsvw    

4. Elhabyan A., Elyaacoub S., et al, 2020. The role of host генетика in susceptibility to severe viral infections in humans and insights into host genetics of severe COVID-19: A systematic review, Virus Research, Volume 289, 2020. Available online 9 September 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.virusres.2020.198163 

5. Calcagnile M., and Forgez P., 2020. Молекулното докинг симулация разкрива ACE2 полиморфизми, които могат да увеличат афинитета на ACE2 с протеина SARS-CoV-2 Spike. Biochimie, том 180, януари 2021 г., страници 143-148. Предлага се онлайн на 9 ноември 2020 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2020.11.004   

6. Sahajpal NS, Lai CJ, и др 2021. Анализът на генома на гостоприемника на структурни вариации чрез оптично картографиране на геном предоставя клинично ценна информация за гените, замесени в критичните пътища на имунна, вирусна инфекция и вирусна репликация при пациенти с тежък COVID-19. Предварителен печат medRxiv. 8 януари 2021 г. DOI: https://doi.org/10.1101/2021.01.05.21249190 

7. Zhou, A., Sabatello, M., Eyal, G. et al. Актуална ли е прецизната медицина в ерата на COVID-19? Genet Med (2021). Публикувано: 13 януари 202 г. DOI:  https://doi.org/10.1038/s41436-020-01088-4 

8. Daga, S., Fallerini, C., Baldassarri, M. et al. Employing a systematic approach to biobanking and analyzing clinical and генетичен data for advancing COVID-19 research. Eur J Hum Genet (2021). Published: 17 January 2021.  https://doi.org/10.1038/s41431-020-00793-7  

***