Новые исследования проливают свет на то, как гены могут формировать опыт человека с Covid-19

Около 20% людей, заразившихся Covid-19, знали, что у них он есть, только потому, что он обнаружился при обычном скрининговом тесте. У них никогда не было никаких симптомов. Другие подхватили его и не могли избавиться от последствий в течение нескольких месяцев, им поставили диагноз «затяжной Ковид».

Существует множество факторов, которые могут определять, как люди себя чувствуют после заражения Covid-19, в том числе их вирусная доза; откуда вирус впервые попал в организм — через нос или, может быть, рот или глаза; их возраст и основное состояние здоровья; и генетические характеристики варианта, который их заразил, и это лишь некоторые из них.

Новое исследование исследует еще одно измерение загадки того, как люди переносят эту инфекцию: гены.

Исследование , опубликованное в журнале Nature в среду, показывает, что люди, которые несут общее изменение в генах, кодирующих определенные молекулы иммунной системы, которые находятся на поверхности клеток, называемых человеческими лейкоцитарными антигенами или HLA, с большей вероятностью будут иметь Covid-19 без каких-либо симптомов.

Другое исследование, которое недавно было опубликовано в Интернете в качестве препринта перед рецензированием и публикацией, показало, что люди с определенными изменениями в генах рядом с FOXP4, кодирующим белок, активный в легких и иммунной системе, с большей вероятностью заболевают длительным Covid.

HLA могут звонить в колокол, потому что они используются для определения того, совместимы ли органы с пациентами, которым нужна трансплантация. Эти молекулы торчат с поверхности некоторых лейкоцитов, а также клеток многих других тканей организма.

«Я думаю о них как о торчащей вверх руке и руке на конце руки», — сказал автор исследования доктор Джилл Холленбах, профессор неврологии Калифорнийского университета в Институте неврологии Вейля в Сан-Франциско.

Холленбах говорит, что работа молекул HLA состоит в том, чтобы представить фрагменты белков иммунной системе, чтобы их можно было распознать, если они когда-либо снова встретятся.

Представьте, говорит она, в клетке, которая проглотила вирус, вызывающий Covid-19, часть этого вируса разрушается в клетке, и некоторые из его белковых фрагментов мигрируют на поверхность, где молекулы HLA захватывают их и удерживают, чтобы Т-клетки могли их увидеть.

Т-клетки — это иммунные клетки, которые помогают организму распознавать и запоминать белки. Они создают память для иммунной системы, чтобы она могла отреагировать, если снова увидит патоген.

Таким образом, молекула HLA торчит вверх, как рука, «затем держите в руке этот… небольшой пептидный фрагмент белка из вируса», — сказал Холленбах.

Существуют три основные группы HLA: HLA-A, HLA-B и HLA-DR. Внутри этих групп существуют сотни вариаций этих молекул. Холленбах говорит, что каждый из них будет очень целенаправленно искать определенные виды белковых фрагментов и удерживать их определенным образом, чтобы Т-клетки могли их увидеть и научиться вырабатывать антитела против них.

Для исследования Холленбах начал с людей, которые были HLA-типированы для большого реестра потенциальных доноров костного мозга под названием «Be The Match». Она пригласила более 29 000 человек принять участие в исследовании с использованием смартфонов, в ходе которого люди сообщали о положительных результатах тестов и записывали свои симптомы. Первоначальная группа «открытия» состояла из более чем 1400 человек, которые не были вакцинированы и сообщили, что у них положительный результат на Covid-19; 136 из них сообщили об отсутствии симптомов, связанных с их инфекциями.

Брайан Онг, фармацевт CVS, набирает шприцы с вакциной Pfizer против COVID-19, работая на полуострове Дель Рей в вакцинной клинике, где делают прививки от COVID-19 в сообществе пожилых людей в пятницу, 15 января 2021 года, в Дейли-Сити, Калифорния. CVS руководил вакцинной клиникой. (Леа Судзуки/San Francisco Chronicle через AP)

Затем исследователи более внимательно изучили эту группу, чтобы увидеть, есть ли какие-либо сходства в генах, которые кодируют их молекулы HLA, и они были. Люди в этой группе с большей вероятностью были носителями гена, который кодировал определенный тип молекулы HLA под названием HLA-B*15:01.

Люди, у которых было две копии генов, в восемь раз чаще оставались бессимптомными, чем те, у кого этих вариантов не было.

Затем Холленбах хотел узнать, как этот конкретный тип молекулы HLA может предотвращать появление симптомов у человека.

Оказывается, HLA-B*15:01 распознает фрагменты других видов вирусов атипичной пневмонии, которые связаны с обычными сезонными респираторными инфекциями. Фрагменты белка, которые он распознает, являются общими с вирусом, вызывающим Covid-19. По словам Холленбаха, у людей с этими молекулами HLA, вероятно, уже был некоторый ранее существовавший иммунитет против SARS-CoV2, и они смогли избавиться от вируса до того, как он вызвал симптомы.

Около 20% людей, которые заражаются Covid-19, не имеют никаких симптомов. По словам Холленбаха, этот вариант HLA несут около 20% из них. Так что это не единственное объяснение того, что у людей могут быть скрытые инфекции, и исследователи отмечают, что наличие HLA-B*15:01 не гарантирует, что у человека не будет никаких симптомов.

«Несомненно, есть и другие важные генетические и негенетические факторы, но мы пока не знаем, какие именно», — сказал Холленбах. «Мы знаем, что в данном случае этот конкретный генетический фактор тесно связан с бессимптомной инфекцией».

Гены также могут помочь объяснить, почему люди оказываются на другой стороне спектра Covid-19, имея дело с симптомами, которые сохраняются и превращаются в длительный Covid.

Исследователи собрали данные из 24 исследований с участием почти 6500 человек и сравнили их с более чем 1 миллионом других, которые служили контролем.

Анализ 11 исследований, который включал секвенирование всех генов в организме человека, а затем сравнение геномов большого количества людей, показал, что те, у кого развился длительный Covid, вероятно, имеют общую ДНК вокруг гена под названием FOXP4, гена, который, по-видимому, участвует в иммунных реакциях в клетках крошечных воздушных мешочков легких. Эти клетки также помогают восстанавливать повреждения легких.

Этот конкретный генетический вариант интригует, поскольку он дает некоторое представление о некоторых основных механизмах, связанных с длительным течением Covid, и предполагает наличие генетической предрасположенности. Однако нельзя полагаться исключительно на него для выявления лиц, подверженных риску”, - сказал ведущий автор исследования доктор Хьюго Зеберг, специалист по эволюционной генетике в Каролинском университете.

Гены, сказал Зеберг, вероятно, являются лишь одной из причин, по которой у кого-то развивается длительный Covid, и, вероятно, в этом задействовано множество генов.

Насколько я знаю, никогда не было доказано, что длительный COVID имеет генетический компонент. Так что это очень важное открытие”, - сказал доктор Ноам Бекманн, который является директором отдела науки, основанной на данных, в Медицинской школе Икан на горе Синай в Нью-Йорке.

Люди, которые несли эту версию генов вокруг FOXP4, имели примерно на 60% больше шансов на развитие длительного Covid по сравнению с людьми, у которых не было этого варианта, согласно исследованию, которое было опубликовано в виде препринта перед рецензированием.

Зеберг сказал, что их группа планирует собрать больше случаев и добавить их к расследованию, которое, как он надеется, укажет на другие гены, которые также могут быть задействованы.

«Мы надеемся, что наши результаты подтолкнут других представителей научного сообщества к дальнейшему изучению этих ассоциаций», — сказал он.