針對 COVID-19 韌性的基因:識別與冠狀病毒抵抗力和易感性相關的 DNA 標記

Dr. Timothy Sexton

Coronavirus Genetic Markers: An Overview of Their Role in Diagnosis and Treatment.


冠狀病毒(CoVs)(目 Nidovirales,科 Coronaviridae,亞科 Coronavirinae)是許多脊椎動物物種呼吸道疾病疫情的元兇。它們是一大類單鏈RNA包膜病毒(+ssRNA),可以在不同的動物物種中被分離出來。它們的基因組大小介於26到32千鹼基對(kb)之間,是RNA病毒中基因組最大的(因此提高了口罩的有效性)。COVID-19,也被稱為嚴重急性呼吸綜合症冠狀病毒2型(SARS-CoV-2),或“2019新冠病毒”,是一種新病毒,我們才剛開始理解人類的抗性和易感性。


COVID-19 與嚴重急性呼吸綜合症 (SARS) 有相似之處,因為這兩種病毒都是通過相同的受體——血管緊張素轉換酶 2 (ACE2 受體) 來感染人類宿主,並引起類似的臨床和病理特徵。有趣的是,負責受體結合的刺突蛋白在 2019-nCoV 和 SARS-CoV 之間高度相似,這是因為對相同受體的顯著選擇所致 (Wu., 2020)。對我們的身體如何抵抗 SARS 的研究可能揭示我們的身體如何抵抗 COVID-19。


最近幾項全基因組關聯研究 (GWAS) 提供了更深入的見解,幫助解釋為什麼有些人幾乎不受 COVID-19 影響,而對其他人來說,這種病毒則是生命威脅甚至致命的。

在這篇文章中,我們提供了經過同行評審的文獻回顧,並介紹了與SARS-CoV抗性相關的候選基因資訊。如果您曾經進行過像23andMe、Ancestry DNA或Dante labs等公司的居家DNA測試,您可以評估您的原始DNA數據,並查看您的DNA序列與研究結果的比較。


如何分析您的DNA以抵抗或易感于冠状病毒?


步驟 1) 下載您的原始常染色體 DNA 檔案並將其保存到安全的位置

要分析您的 DNA 數據,首先下載您的原始常染色體 DNA,並將其保存到安全的位置。 以下是從下載您的原始 DNA 檔案的說明:

23andMe, Ancestry DNA, Family Tree DNA, Dante Labs, My Heritage, Genes For Good, Vitagene, and Living DNA.


步骤 2) 分析您的原始 DNA 文件


使用文本編輯器(如 "text wrangler" 或 "notepad")透過 "查找" 功能或命令行搜索您的原始 DNA 數據。

打開您的原始 DNA 文件,您會注意到獨特的 SNP ID (rs# 或 i#)、染色體、位置和基因型的標題。不同的消費者 DNA 測試公司之間的格式略有不同。


要評估您從 COVID-19 中恢復不良的風險,請查看以下描述的 DNA 標記:

最近發表了幾項全基因組關聯研究(GWAS),描述了與 SARS-CoV-2 感染患者的呼吸衰竭相關的位點,並且有三項研究在同一 ~50 kb 的基因組區段中識別了 SNP 標記,該區段是從尼安德特人那裡繼承的。

(Ellinghaus D et al., 2020, Zeberg & Pääbo, and Blokland et al., 2020). 此外,這些GWAS研究還識別出了一些與COVID-19相關的DNA標記,這些標記在下表中列出。


此外,本文提到的其他DNA標記包括rs4804803,該標記與SARS有關,還有位於血管緊張素轉換酶-2(ACE2)受體的標記,這被證明是人類呼吸道冠狀病毒NL63、SARS冠狀病毒(SARS-CoV)以及2019新型冠狀病毒2019-nCoV/SARS-CoV的相同受體(Li et al., 2017; Lu et al., 2019)。由於冠狀病毒的刺突蛋白已進化以匹配ACE2受體,因此擁有改變該蛋白質序列的變異的個體,可能會對COVID-19產生一定程度的抵抗力。以下是來自ACE2轉錄本NM_021804.2的非同義單核苷酸多態性(SNP),特別值得注意的是像rs199951323這樣會導致重大變化的SNP,該變異導致提前終止密碼子。


基因 dbsnp 染色体 (GRCh37) POS REF ALT 风险等位基因 标记效果 参考
IVNS1ABP rs6668622 1 185414582 T C 男性易感变异 T:T 和 T:Cs 优势比 1.44 Roberts., 2020;
SRRM1 rs111972040 1 24999361 A G 风险基因型 G:G 和 A:G, 3_prime_UTR_variant 住院优势比 = 8.29
LZTFL1 rs35044562 3 45909024 A G 风险基因型 G:G 和 A:G, intron_variant,genic_upstream_transcript_variant odds ratio 1.60 Blokland et al., 2020; Zeberg & Pääbo
LZTFL1 rs11385942 3 45876460 A - or A or AAA InDel, A:A and A:- 具有较高的呼吸衰竭易感性,intron_variant odds ratio 1.77 Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020
LZTFL1 rs10490770 *LD with rs11385942 3 45864732 T C 风险基因型T:C和C:C,内含子变异。 杂合子携带者的优势比 1.7 Zeberg and Pääbo., 2020;
LZTFL1 rs67959919 *LD with rs11385942 3 45871908 G A 风险基因型 G:A 和 A:A, intron_variant 杂合子携带者的优势比 1.7
LZTFL1 rs35624553 *LD with rs11385942 3 45867440 A G 风险基因型 G:A 和 G:G, intron_variant 杂合子携带者的优势比 1.7
LZTFL1 rs71325088 *LD with rs11385942 3 45862952 T C 風險基因型 C:T 和 C:C,內含子變異 杂合子携带者的优势比 1.7
ABO rs657152 9 136139265 A C or T 风险等位基因,intron_variant odds ratio 1.77 Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020
Intergenic rs5798227 12 53120100 C - 风险等位基因是缺失 p = 2.2x10-7 Blokland et al., 2020;
IGHV3-7 rs11844522 14 106522576 C T 易感变异 T:T, C:T p=1.9x10-7
Immunoglobulin Lambda Locus (IGL) rs73166864 22 23340580 T C or G 易感变异 T:T 和 T:C odds ratio 1.7 Roberts., 2020;
TLR7 rs200553089 ChrX 12906010 G T 风险基因型 T:G 和 T:T,错义变体 Made et al., 2020;
位于 ACE2 中的同义 SNP
ACE2 rs373153165 chrX 15580093 C T or A 错义变体 p.Asp785Asn/c.2353G>A Cao et al., 2020
ACE2 rs140016715 chrX 15582154 G A 错义变体 p.Arg768Trp/c.2302C>T
ACE2 rs147311723 chrX 15582265 G A 错义变体 p.Leu731Phe/c.2191C>T
ACE2 rs41303171 chrX 15582298 T C 错义变体 p.Asn720Asp/c.2158A>G
ACE2 rs370187012 chrX 15582327 C T 错义变体 p.Arg710His/c.2129G>A
ACE2 rs776995986 chrX 15582334 G A 错义变体 p.Arg708Trp/c.2122C>T
ACE2 rs149039346 chrX 15584416 A G 错义变体 p.Ser692Pro/c.2074T>C
ACE2 rs200180615 chrX 15584488 C T 错义变体 p.Glu668Lys/c.2002G>A
ACE2 *rs199951323 chrX 15585879 A C stop_gained p.Leu656*/c.1967T>G
ACE2 rs183135788 chrX 15585933 T C 错义变体 p.Asn638Ser/c.1913A>G
ACE2 rs748163894 chrX 15588434 G A 错义变体
ACE2 rs202137736 chrX 15591485 T C 剪接区变体+内含子变体 c.1541+5A>G
ACE2 rs140473595 chrX 15591530 C T 错义变体 p.Ala501Thr/c.1501G>A
ACE2 rs191860450 chrX 15593829 T C 错义变体 p.Ile468Val/c.1402A>G
ACE2 rs758142853 chrX 15609868 A G 错义变体 p.Val184Ala/c.551T>C
ACE2 rs754511501 chrX 15609902 C T 错义变体 p.Gly173Ser/c.517G>A
ACE2 rs746034076 chrX 15609943 T C 错义变体 p.Asn159Ser/c.476A>G
ACE2 rs373252182 chrX 15609973 T C 错义变体 p.Asn149Ser/c.446A>G
ACE2 rs2285666 chrX 15610348 C T 剪接区变体+内含子变体 c.439+4G>A
ACE2 rs768736934 chrX 15612963 C T 剪接区变体+内含子变体 c.345+5G>A
ACE2 rs4646116 chrX 15618958 T C 错义变体 p.Lys26Arg/c.77A>G
ACE2 rs73635825 chrX 15618980 A G 错义变体 p.Ser19Pro/c.55T>C
与 SARS 相关的 SNP
CD209 rs4804803 19 7812733 A G 易感基因型 A:A,upstream_transcript_variant NC_000019.10:7747846 Sakuntabhai et al., 2005; Chan et al., 2010


一個有趣的觀察是,ACE2基因位於X染色體上,這意味著男性僅會繼承這個基因的一個拷貝。女性在其第二條X染色體上擁有的ACE2基因的第二個拷貝所提供的額外多樣性,部分可以解釋為什麼女性對COVID-19的易感性較低。


步骤 3) 将您的基因型/SNP 与其他研究结果进行比较

有大量資源描述與這個SNP相關的信息,請參考 dbSNP 和 SNPedia。


dbSNP

dbSNP 包含人類單核苷酸變異、微衛星以及小規模的插入和缺失,並提供出版資訊、族群頻率、分子後果以及針對常見變異和臨床突變的基因組和 RefSeq 映射資訊。


SNPpedia

SNPedia 是一個調查人類遺傳學的維基網站。他們分享有關DNA變異影響的信息,並引用經過同行評審的科學出版物。Promethease使用這些信息來創建個人報告,將您的DNA變異與已發表的相關信息連結起來。



**如果您對您的DNA結果中看到的任何內容感到擔憂,請與您的醫生或遺傳顧問交談。




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