Виновата генетика. Почему одни болеют COVID-19, а другие нет

МОСКВА, 19 янв — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Американские исследователи выявили генетический фактор, связанный с потерей обоняния или вкуса при COVID-19. А еще раньше в ДНК нашли мутации, от которых зависит тяжесть болезни и риск смерти от коронавируса. О том, существуют ли специальные "ковидные" и "антиковидные" гены, — в материале РИА Новости.

Ворота для инфекции

С самого начала пандемии ученые и медики пытались понять, почему COVID-19 у некоторых протекает очень тяжело. В первую очередь у пожилых и людей с сопутствующими недугами: раком, диабетом, ожирением, почечной недостаточностью, хроническими болезнями печени и сердечно-сосудистой системы, первичным или приобретенным иммунодефицитом. Но не только.

По мере накопления данных стало ясно, что вирус SARS-CoV-2 проявляет значительную региональную, этническую и индивидуальную специфичность. Возможно, это связано с генетическими особенностями конкретных людей или целых популяционных групп, предположили ученые. И начали искать варианты генов, определяющих повышенную уязвимость. Речь идет о мутациях или полиморфных разновидностях, которые биологи называют "генетическими вариантами риска тяжелого COVID-19".

Прежде всего специалисты обратили внимание на гены, кодирующие ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2) — белок-рецептор на мембране клеток, с помощью которого SARS-CoV-2 попадает в организм. Фермент этот есть практически во всех тканях: он отвечает за водно-солевой баланс, необходимый для нормального артериального давления. Особенно много его в легких и в слизистой оболочке верхних дыхательных путей, а это, как известно, входные ворота для инфекции. Чем выше концентрация рецептора ACE2 на мембране, тем легче сквозь нее проникает вирус, тем быстрее человек заражается и тяжелее болеет.

Британские вирусологи под руководством профессора Оксфордского университета Пола Кленермана установили, что количество ACE2 на поверхности клеток — индивидуальная особенность, заложенная от рождения. За нее отвечает ген врожденной иммунной системы IFNL4, кодирующий интерферон IFN-λ4, который участвует в ответе на вирусную инфекцию. При определенных мутациях возникает дефицит интерферона. И, как следствие, в два раза повышается концентрация ACE2.

Авторы обнаружили, что мутации гена IFNL4 с неодинаковой частотой встречаются среди представителей различных этнических групп и этим можно объяснить отличия в показателях заболеваемости и смертности в разных странах. Особенно это очевидно у молодых пациентов. Поэтому, считают ученые, некоторые из них умирают от коронавируса, тогда как иные переносят болезнь почти без симптомов.

Ген особого риска

Другие специалисты из Оксфордского университета вместе с испанскими коллегами определили ген, отвечающий за повышенный риск развития дыхательной недостаточности при COVID-19. Используя метод полногеномного поиска ассоциаций (GWAS), авторы сравнили ДНК пациентов с тяжелой формой болезни, попавших в реанимацию на аппараты ИВЛ, и участников контрольной группы, перенесших инфекцию бессимптомно.

Сначала исследователи установили хромосомный отрезок, с которым связано двукратное увеличение риска респираторных осложнений при COVID-19. А потом с помощью методов машинного обучения выявили и конкретную последовательность. Оказалось, это малоизученный ген LZTFL1: он встречается у 60 процентов людей южноазиатского происхождения, 15 процентов европейцев и только у двух процентов африканцев.

Авторы отмечают, что мутации в гене LZTFL1 нельзя рассматривать как единственную причину дыхательных осложнений при COVID-19. Не менее важную роль играет, например, возраст. Но для людей младше 60 лет наличие опасного варианта имеет, по словам ученых, критическое значение. Этот ген определяет реакцию на коронавирус клеток, выстилающих дыхательные пути и легкие. У людей с повышенной экспрессией LZTFL1 они меньше сопротивляются проникновению инфекции.

Гены и иммунитет

К счастью, ген LZTFL1 не влияет на работу иммунной системы, поэтому ученые надеются, что для людей с рискованным вариантом LZTFL1 вакцины будут эффективны, как и для всех остальных. Но есть гены, вариации которых сказываются на иммунитете.

Американские биологи из Института иммунологии в Ла-Хойе провели первое углубленное исследование связи между тяжестью течения COVID-19 и экспрессией генов в иммунных клетках — Т-лимфоцитах, В-лимфоцитах, NK-лимфоцитах и моноцитах. Всего авторы рассмотрели 13 их типов и для каждого выявили рискованные генетические варианты. Особое внимание привлек ген IFNAR2, при изменении которого страдают практически все исследованные клетки. Этот участок кодирует очень важный рецептор, предупреждающий иммунную систему об инфекции. По мнению исследователей, вполне возможно, что у людей с нарушением этого гена не вырабатывается сильный иммунный ответ на SARS-CoV-2.

Обоняние тоже зависит от генов

Один из самых ранних и распространенных признаков COVID-19 — потеря обоняния и вкуса. Однако биологические механизмы возникновения этих симптомов не были ясны. Ученые не понимали, почему одни пациенты перестают различать запахи и вкусы, а другие нет. Причем с тяжестью болезни это никак не связано.

Исследователи из американской биотехнологической компании 23andMe проанализировали генетические данные более миллиона человек. Почти 70 тысяч переболели COVID-19, 68 процентов — с потерей обоняния и вкуса. Для этих людей авторы провели полногеномный поиск ассоциаций и нашли два гена: UGT2A1 и UGT2A2, вариации которых увеличивают вероятность развития обонятельных и вкусовых симптомов. Они кодируют ферменты, которые синтезируются в клетках слизистой носа и участвуют в распознавании запахов.

С прицелом на индивидуальный подход

Ни один ген сам по себе не может объяснить все аспекты риска какого-либо заболевания. Тем более сложно определить набор генов, ответственных за развитие такой сложной и разнообразной в своих проявлениях инфекции, как COVID-19. Несмотря на то, что в каждой клетке человека одна и та же ДНК, любой ее участок может иметь вариации и срабатывать лишь в некоторых типах клеток. Все это существенно осложняет поиски "ковидных" генов.

Сейчас все рекомендации по лечению COVID-19 и вакцинированию — универсальные. Но бывают исключения, требующие индивидуального подхода. И генетика может сыграть здесь решающую роль.

Многие диагностические компании уже предлагают услугу персонализированного генетического тестирования по определению риска заражения и тяжелого течения COVID-19. Одни выявляют только статус отдельных генов, другие ориентируются на генетические наборы. Например, ученые из австралийской компании Genetic Technologies Ltd. предлагают модель, основанную на семи маркерах ДНК. Но пока все это лишь первые шаги к разработке персонализированной терапии COVID-19.