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Science最新消息|冠状病毒会感染您吗?答案可能在您的基因中

2020-04-01 04:32:29健康界
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核心提示:近日,Science报道,新型冠状病毒的感染具有一定的选择性,尽管大多数重症患者是老年人或患有心脏病等合并症患者,但还有一些死亡患者是健康年轻的。因此,研究人员正努力探索患者基因组,来解释这一DNA的奥秘。这些研究可用于识别疾病的最易感人群,并且指导寻找新的治疗方法。

  近日,Science报道,新型冠状病毒的感染具有一定的选择性,尽管大多数重症患者是老年人或患有心脏病等合并症患者,但还有一些死亡患者是健康年轻的。因此,研究人员正努力探索患者基因组,来解释这一DNA的奥秘。这些研究可用于识别疾病的最易感人群,并且指导寻找新的治疗方法。

  这些研究包括对上万名参与者的DNA分析,其中一些参与者已经被感染,还有一些新的参与者来自最新的疫情灾区(例如意大利),目的是比较无基础疾病的危重症患者和轻症患者的DNA差异。“我们看到不同国家临床结果都存在巨大差异,其中有多少可以用遗传易感性解释是值得研究的问题,”赫尔辛基大学分子医学研究所(FIMM)的遗传学家Andrea Ganna说。

  一、冠状病毒进入人体细胞的途径

  一些研究人员认为,很难准确判定这些易感基因的区域,但已有明显的预测区域,例如编码细胞表面蛋白血管紧张素转换酶2(ACE2)的基因,冠状病毒可利用该基因进入气道细胞。美国国家过敏和传染病研究所的免疫学家菲利普·墨菲说,改变受体的ACE2基因变异可能改变病毒感染细胞的难易程度。

  3月27日,Science发表ACE2识别SARS-CoV-2的结构基础,科学家们正在积极探索严重急性呼吸系统综合症(SARS-CoV-2)的秘密,这是大流行性疾病COVID-19的起因。病毒进入细胞的第一步,是病毒三聚体刺突蛋白与人受体血管紧张素转化酶2(ACE2)的结合,形成了ACE2结构及伴侣蛋白B 0 AT1的复合物。两个三聚体刺突蛋白可能与ACE2二聚体结合,进一步表明了SARS-CoV-2的受体结合域与ACE2相互作用的过程。这些结构为开发针对关键作用机制的治疗药物提供了基础。

  该研究揭示了二聚体组装中全长ACE2的高分辨率结构。将S蛋白三聚体与结合了S蛋白的RBD对接在ACE2二聚体的结构上,表明两个S蛋白三聚体同时与ACE2二聚体结合。对冠状病毒的ACE2或S蛋白具有增强亲和力的结合剂的合理设计,可以促进诱饵配体或中和抗体的发展,从而抑制病毒感染。

  二、遗传数据库的探索

  研究人员甘纳(Ganna)一直以来,致力于整合来自世界各地的COVID-19患者的遗传数据。他也是美国基因组研究机构博德研究所的成员,他提到,这个想法出现在两周前,当时“每个人都坐在电脑前,旁观这场危机。”因此,他和FIMM总监Mark Daly迅速为该项目创建一个网站,即COVID-19宿主遗传学计划,并与进行大型生物库研究的同事联系。生物库研究在欧洲和美国具有成千上万的志愿者,至少有十几个生物库,他们从已同意的参与者那里收集COVID-19数据,以寻找其DNA与健康之间的联系。

  英国生物银行是世界上最大的生物数据库之一,拥有500,000名参与者的 DNA数据,它还计划将参与者的COVID-19健康数据添加到其数据集中。

  冰岛的deCODE Genetics公司正在帮助该国大部分人口进行测试,以查看是否感染了新型冠状病毒。该公司已获得政府的许可,可以将这些数据以及任何随后的COVID-19症状添加到其数据库中,该数据库包含基因组和健康状况该公司首席执行官卡里·史蒂芬森(Kári Stefánsson)表示,该数据涵盖了冰岛36.4万居民中一半的人口。Stefánsson说:“我们将尽最大努力为解决这一问题做出贡献。”

  另一项识别保护性或易感性DNA的工作是由哈佛大学的乔治·丘奇(George Church)领导的个人基因组计划,该计划招募愿意分享其完整基因组、组织样本和健康数据进行研究的志愿者们。它向数千名参与者发送了问卷,询问他们的COVID-19状况。在美国,48小时内有600多位志愿者响应,大多数人都想尽自己的一份力量。

  与此同时,还有一些研究人员正直接在医院内部招募COVID-19患者进行此类基因组学研究。锡耶纳大学的意大利遗传学家亚历山德拉·雷尼里(Alessandra Renieri)预计,全国至少有11家医院批准她的团队从患者那里收集DNA样本。“我认为宿主遗传差异是对重症急性肺炎易感性的关键因素,”雷尼里说。

  洛克菲勒大学的儿科学研究员对使健康的年轻人易感严重疾病的稀有基因进行专门研究,他正在利用全球儿科医生网,来寻找重症的年轻患者。他解释:年龄在50岁以下的健康人群,发生严重COVID-19疾病,更有可能具有遗传基础。

  除了ACE2受体的遗传变异之外,科学家还希望了解影响免疫系统的白细胞抗原基因差异是否会影响疾病的严重程度,一些研究人员正在跟进一项发现。中国研究小组在预印本上报告,研究发现O型血的人可能会受到保护,免受新型冠状病毒感染。斯坦福大学人类遗传学家曼努埃尔·里瓦斯(Manuel Rivas)说:“我们正在努力弄清楚这些发现是否可靠。”

  新型冠状病毒的灾难性传播将很快COVID-19患者的基因库数量,科学家们希望可以在几个月内鉴定出第一个易感基因。

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