2022年6月14日

新的研究发现了1000多个与严重COVID-19相关的基因

来自美国2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载和斯坦福大学的研究人员发现,在感染严重冠状病毒的人身上存在特定的基因信号.

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  • 2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载与斯坦福大学的研究合作揭示了为什么一些感染COVID-19的健康成年人会患上重病, 而其他人几乎没有症状
  • 这是众所周知的年龄, 身体质量指数和先前存在的健康问题是造成这种差异的部分原因, 但基因也起着重要作用
  • 这项新研究表明,严重冠状病毒感染的人有特定的基因信号
  • 国际研究团队已经确认了1个以上,000个基因与严重COVID-19的发展有关,并特别影响一种被称为自然杀手的白细胞的功能, 或NK细胞. 

来自美国2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载和斯坦福大学的研究人员发现,在感染严重冠状病毒的人身上存在特定的基因信号.  

这是众所周知的年龄, 身体质量指数和先前存在的健康问题是造成这种差异的部分原因, 但基因也起着重要作用. 这项开创性的研究旨在解决为什么一些COVID-19患者会患上重病或死亡, 而其他人则很少, 如果有任何, 症状.

使用机器学习, 2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载和斯坦福医学院的研究人员已经确定了1种以上,000个基因与需要呼吸支持的严重COVID-19病例的发展有关, 或者是致命的. 该团队还能够识别出这些基因起作用的特定类型的细胞. 这是首批将冠状病毒相关基因与特定生物功能联系起来的研究之一.

Johnathan Cooper-Knock博士, 2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载神经科学系NIHR临床讲师,该研究的合著者, 说:

“在研究中,2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载发现了冠状病毒感染的遗传结构, 发现这个1,000个基因占严重COVID-19基因驱动因素的四分之三. 这对于理解为什么有些人的Covid-19症状比其他人更严重具有重要意义.”

这项研究, 今天(2022年6月14日)发表在《2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载》杂志上, 是由斯坦福大学的资深作者迈克尔·P·斯奈德教授、遗传学导师赛章博士和神经科学家库珀-诺克, 他目前是斯坦福大学的访问学者.

研究过程

研究团队使用了几个大型数据集来解开严重COVID-19背后的基因. 第一个数据集包含来自健康人类肺组织的遗传信息. 这些数据有助于识别19种不同类型的肺细胞的基因表达, 包括排列在呼吸道的上皮细胞,它们是抵御感染的第一道防线.

其他数据来自COVID-19宿主遗传学计划, 这是对危重冠状病毒患者进行的最大的基因研究之一. 研究人员在数据中寻找基因线索——DNA突变, 称为单核苷酸多态性,这可能表明某人是否有更高的风险患上严重的COVID-19. 他们追踪了一些突变在COVID-19重症患者中是否经常发生.

突变持续出现, 或者明显缺席, 研究表明,这些变异可能是感染严重程度背后的原因.

但是基因突变本身很难解释. 为了更好地理解他们的发现,研究小组使用了其他数据来描述基因组的哪些区域对肺组织中的不同细胞类型是重要的. 通过重叠细胞特异性基因组上的突变,研究人员可以确定哪些基因功能失调,以及在哪些细胞类型中.
 
风险基因

研究人员还想知道哪些类型的细胞含有错误的基因表达. 通过他们的机器学习工具, 他们确定,严重的COVID-19在很大程度上与两种众所周知的免疫细胞——自然杀伤细胞(NK)和T细胞——的反应减弱有关. NK细胞和一种名为“CD56 bright”的亚型被认为是最重要的.

Cooper-Knock博士补充说: “NK细胞, 哪些是人类与生俱来的?哪些是人体抵御感染的第一道防线, 以消灭病毒和癌细胞的能力而闻名. NK细胞还有助于产生一系列被称为细胞因子的免疫系统蛋白质. 其中一种细胞因子,干扰素是免疫细胞的关键激活因子. 与干扰素协同作用, NK细胞对病毒感染发起立即而协调的防御.

“NK细胞就像指挥战争的将军. 它们调动其他免疫细胞,告诉它们去哪里,做什么. 2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载在严重冠状病毒感染人群中发现了这一点, NK细胞中的关键基因表达减少, 所以免疫反应不那么强烈. 细胞没有发挥应有的作用.”

斯奈德教授将COVID-19风险基因与BRCA基因的有害变体进行了比较,后者使一些人容易患乳腺癌和卵巢癌.

斯奈德教授说:2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载的发现为基因检测奠定了基础,该检测可以预测谁出生时患严重COVID-19的风险增加.

“想象一下,有1000个DNA变化与严重的COVID-19有关. 如果有585个这样的变化, 这可能会让你很容易受到影响, 你要采取所有必要的预防措施.”

Cooper-Knock博士 他还指出,已经有人提出可以启动迟缓NK细胞的药物,用于治疗某些类型的癌症. “这些药物与NK细胞上的受体结合,并触发它们产生更强烈的反应,”他说. 注射NK细胞治疗严重COVID-19的试验正在进行中.”

额外的信息 
研究ers from the University of 2022卡塔尔世界杯买球app软件App下载; the Jackson Laboratory for Genomic Medicine; the University of Siena; Azienda Ospedaliero-Universitaria Senese; University Medical Center Utrecht; University of Edinburgh; University of Edinburgh, Western General Hospital; Royal Infirmary of Edinburgh; and the VA Palo Alto Health Care System also contributed to the work.