การศึกษา: ความเสี่ยงทางพันธุกรรมและวิถีทางของโรคร่วมส่งผลต่อผลลัพธ์ของการติดเชื้อ SARS-CoV-2 เครดิตรูปภาพ: Gorodenkoff/Shutterstock.com

 

พื้นหลัง

การค้นพบความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม (GWAS) บ่งชี้ความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมระหว่างการติดเชื้อไวรัสโคโรนากลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง 2 (SARS-CoV-2) และอิทธิพลทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนต่อความเสี่ยงต่อการติดเชื้อและความรุนแรง

 

การศึกษาได้เชื่อมโยงโควิด-19 เข้ากับโรคประจำตัว เช่น โรคอ้วน โรคเบาหวาน โรคร้าย โรคความดันโลหิตสูง และโรคหัวใจและหลอดเลือด (CVD) ทำให้ภาระโรคโควิด-19 ของสถานพยาบาลและสถานพยาบาลมีมากขึ้น

 

อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยจีโนมิกที่เชื่อมโยงกับสภาวะโรคร่วมเหล่านี้และความผันแปรของความเสี่ยงต่อผลลัพธ์ของโควิด-19 ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

 

การทราบความเสี่ยงและกระบวนการทางพันธุกรรมที่ผลลัพธ์ของโควิด-19 และโรคร่วมที่เกี่ยวข้องรวมกันมีอิทธิพลต่อผลที่ตามมาในทันทีและในระยะยาว มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการลดภาระของโควิด-19

 

เกี่ยวกับการศึกษา

ในการศึกษาปัจจุบัน นักวิจัยได้ตรวจสอบกลไกสมมุติฐานที่สนับสนุนความสัมพันธ์ระหว่างผลลัพธ์ของโควิด-19 และสภาวะของโรคร่วม

 

Host Genetics Initiative (HGI) สำหรับ COVID-19 ถูกนำมาใช้เพื่อรับข้อมูล GWAS เกี่ยวกับฟีโนไทป์ทางคลินิกของ COVID-19

 

เข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและมีอาการรุนแรง (ต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลเมื่อเทียบกับข้อกำหนดการสนับสนุนการช่วยหายใจและเสียชีวิต) SNPs ได้รับการกู้คืนจากไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ที่หก 2019 HGI release ฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับการถอดความสันนิษฐานถูกกำหนดให้กับ SNP ที่เกี่ยวข้องกับ COVID-19

 

ต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลและ SNP ที่เกี่ยวข้องกับ COVID-19 ที่รุนแรงได้รับการวิเคราะห์แยกกันเพื่อตรวจหาลักษณะเชิงปริมาณ (eQTL) ที่แสดงออกอย่างจำกัดเชิงพื้นที่ และเป้าหมายทางพันธุกรรมที่จำเพาะต่อฟีโนไทป์

 

ข้อมูลนิวเคลียร์โครมาติน Hi-C ที่สกัดจากเนื้อเยื่อปอดของมนุษย์ เลือด (เซลล์เม็ดเลือดขาว B, เซลล์เม็ดเลือดขาว helper T และเซลล์เม็ดเลือดขาว T ที่เป็นพิษต่อเซลล์) เซลล์กล้ามเนื้อเรียบของหลอดเลือดหัวใจ และเซลล์เยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าส่วนหลังของสมองถูกนำมาใช้เพื่อระบุ eQTL

 

การตรวจชิ้นเนื้อจากลมหายใจ®: คู่มือฉบับสมบูรณ์ eBook บทนำเกี่ยวกับการตรวจชิ้นเนื้อในลมหายใจ รวมถึงตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ เทคโนโลยี การใช้งาน และกรณีศึกษา

ดาวน์โหลดฉบับล่าสุด

ลักษณะเชิงปริมาณการแสดงออกของตำแหน่ง SNPs ถูกระบุโดยใช้การรวมกันของนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึ่ม-ยีนแบบเดี่ยวที่สอบถามปอด สมอง หลอดเลือดหัวใจ และเซลล์เม็ดเลือดของฐานข้อมูลการแสดงออกของยีน (GTEx)

 

ทีมทำการวิเคราะห์ความไม่สมดุลของการเชื่อมโยง (LD) สำหรับคู่ของยีน eQTL รวมถึงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น dbSNP15433 single nucleotide polymorphisms (SNPs) ประชากรยุโรป และข้อมูลจีโนไทป์ระยะที่ 3 ของโครงการจีโนม 1,000 จีโนม

 

GRNs ถูกสร้างขึ้น รวมถึง eQTL สำหรับ dbSNP15433 SNPs ที่รู้จักซึ่งมีความถี่อัลลีลิกรอง (MAF) ≥0.05 ตามด้วยการวิเคราะห์เครือข่ายปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนตามข้อมูลที่ได้รับจากฐานข้อมูล STRING และ PROPER-Seq และเซลล์บุผนังหลอดเลือดในสายสะดือของมนุษย์ ( HUVECs), เซลล์ไตของตัวอ่อนมนุษย์ (HEK)293T และเซลล์ Jurkat

 

การวิเคราะห์การกระจายแบบไฮเปอร์จีโอเมตริกได้ดำเนินการเพื่อระบุการเพิ่มคุณค่า eQTL ที่มีนัยสำคัญ และทำการวิเคราะห์การบูตสแตรปเพื่อระบุลักษณะเฉพาะที่ระบุโดยเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ SARS-CoV-2 โดยเฉพาะ

 

ทีมงานยังได้ดำเนินการวิเคราะห์การเพิ่มคุณค่าของยีนและจีโนม (KEGG) ของยีน ontology (GO) และ Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) วิเคราะห์ข้อมูลจาก WikiPathways (WP), Reactome (REAC), mirTarBase (MIRNA), Transfac (TF), Human Protein Atlas (HPA), Human Phenotype Ontology (HP) และฐานข้อมูล CORUM

 

ผลลัพธ์

การวิเคราะห์ระบุลักษณะโรคร่วมที่ทราบ เช่น โรคหลอดเลือดหัวใจ (CAD) ความผิดปกติทางอารมณ์ โรคหอบหืด และโรคเบาหวานประเภท 1 นอกจากนี้ยังได้รับหลักฐานเกี่ยวกับความโน้มเอียงทางพันธุกรรมของลักษณะที่ไม่เคยมีหรือมีความสัมพันธ์กับ COVID-19, โรคอัลไซเมอร์, โรคพาร์กินสัน, โรคลำไส้อักเสบและโรค Hirschsprung

 

มีการระบุยีนเป้าหมายใหม่ ซึ่งรวมถึงตัวควบคุม SWI/SNF, ที่เกี่ยวข้องกับเมทริกซ์, ตัวควบคุมที่ขึ้นกับแอกตินของโครมาติน, อนุวงศ์ a, สมาชิก 4 (SMARCA4, eQTLs rs7247198 และ rs1041607) ซึ่งเป็นเพียงวินาทีรองจากเอนไซม์ที่เปลี่ยนแองจิโอเทนซิน 2 (ACE2) ยีนในกิจกรรมโปรไวรัส SARS-CoV-2

 

การศึกษาพบยีน 28 ยีน [เช่น หน่วยย่อย 1 ที่ซับซ้อนของ NSL ภายใต้การควบคุม KAT8 (KANSL1) โปรตีนเอกสิทธิ์ที่เกี่ยวข้องกับไมโครทูบูล (MAPT) และยีนตัวรับฮอร์โมนที่ปล่อยคอร์ติโคโทรปิน (CRHR1)] และ 26 สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับความเชื่อมโยงระหว่างโรคพาร์กินสันและโควิด -19 ซึ่งเกี่ยวข้องกับตำแหน่งพันธุกรรม 17q21.31 และแวเรียนต์ระดับภูมิภาคของเม็ดโลหิตขาวของมนุษย์ (HLA)

 

สี่ตัวแปรและยีน pleiotropic สองตัว [farnesyl-diphosphate farnesyltransferase 1 (FDFT1) และ tousled-like kinase 1 (TLK1)] ถูกระบุในเลือดเกินกว่า 6p21 และ 17q21.31 ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะทั้งสอง ปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนและโครงสร้างทางพันธุกรรมอาจเป็นตัวแทนของแนวทางการรักษาเพื่อป้องกันการพัฒนาของโรคพาร์กินสันหลัง COVID-19

 

โรคเบาหวานประเภท 1 เชื่อมโยงกับฟีโนไทป์ที่รุนแรงและต้องเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาลในผู้ป่วยโควิด-19 โดยอาศัยยีน 27 ยีน เช่น neurogenic locus notch homolog 4 (NOTCH4) โดยภาระโรคหลอดเลือดหัวใจตีบตันเพิ่มขึ้นตามความรุนแรงของโควิด-19

 

โดยรวมแล้ว 32 eQTLs และ 34 ยีนได้รับการเสริมคุณค่าสำหรับ CVD ในเครือข่ายปฏิสัมพันธ์โปรตีนของเนื้อเยื่อปอด และ 30.0 eQTLs และ 18.0 ยีนได้รับการเสริมสร้างสำหรับโรคหลอดเลือดหัวใจในเครือข่ายโปรตีนของสมองมนุษย์

 

การตรวจหาตัวแปรในเซลล์สืบพันธุ์สามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์ของ COVID-19 ตัวรับโปรตีน - ไทโรซีนไคเนส ErbB-4 (ERBB4, การแสดงออกของลักษณะเชิงปริมาณ loci rs582384) ตรวจพบโปรตีนที่เข้ารหัสยีนในสมองเพื่อทำงานภายในทางเดินที่เปิดใช้งาน CAD