コロナウイルス耐性および感受性に対応するDNAマーカーの特定:COVID-19レジリエンスのための遺伝子

Dr. Timothy Sexton

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

コロナウイルス(CoVs)(目 Nidovirales、科 Coronaviridae、亜科 Coronavirinae)は、多くの脊椎動物種における呼吸器疾患のアウトブレイクの原因となっています。これらは、異なる動物種から分離可能な、単鎖RNAエンベロープウイルス(+ssRNA)の大きなファミリーです。ゲノムサイズは26から32キロ塩基(kb)の範囲で、RNAウイルスとしては最大のゲノムを持ち(その結果、フェイスマスクの効果が高まります)、COVID-19は重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)または「新型コロナウイルス2019」として知られる新しいウイルスであり、私たちは人間における抵抗性と感受性を理解し始めたばかりです。

COVID-19は重症急性呼吸器症候群(SARS)に似ており、両方のウイルスが同じ受容体であるアンジオテンシン変換酵素2(ACE2受容体)を介して人間の宿主に感染し、類似の臨床的および病理的特徴を引き起こします。興味深いことに、受容体結合に関与するスパイクタンパク質は2019-nCoVとSARS-CoVの間で非常に似ており、これは同じ受容体に対する重要な選択の結果です(Wu., 2020)。私たちの体がSARSに対してどのように防御するかを研究することで、私たちの体がCOVID-19に対してどのように防御できるかが明らかになるかもしれません。

最近のいくつかの全ゲノム関連解析(GWAS)は、なぜ一部の個人がCOVID-19にほとんど影響を受けないのか、他の人にとってウイルスが生命を脅かすか、さらには致命的であるのかを説明するのに役立つ遺伝的変異について、より深い洞察を提供しています。

この投稿では、査読付き文献のレビューを提供し、SARS-CoV耐性に関する候補遺伝子の情報を提示します。23andMe、Ancestry DNA、Dante labsなどの自宅で行うDNAテストを受けたことがある場合は、あなたの生のDNAデータを評価し、あなたのDNA配列が研究結果とどのように比較されるかを確認できます。


コロナウイルスの抵抗力や感受性を解析する方法は?

ステップ 1) 生の常染色体DNAファイルをダウンロードし、安全で確実な場所に保存します

DNAデータを分析するには、まず生の常染色体DNAをダウンロードし、安全な場所に保存します。 生のDNAファイルをダウンロードするための手順は次のとおりです: 23andMe, Ancestry DNA, Family Tree DNA, Dante Labs, My Heritage, Genes For Good, Vitagene, and Living DNA.


ステップ2)生のDNAファイルを分析する

テキストエディタ(「text wrangler」や「notepad」など)を使用して、"find"機能またはコマンドラインを使用して、あなたの生のDNAデータを検索してください。

生のDNAファイルを開くと、ユニークなSNP ID (rs# または i#)、染色体、位置、および遺伝子型のヘッダーが表示されます。フォーマットは、各消費者向けDNAテスト会社によってわずかに異なります。


COVID-19からの回復が不良であるリスクを評価するために、以下に説明されているDNAマーカーを探してください:

最近、SARS-CoV-2に感染した患者の呼吸不全に関連する遺伝子座を説明するいくつかの全ゲノム関連解析(GWAS)が発表され、3つの研究がネアンデルタール人から受け継がれた同じ約50 kbのゲノムセグメント内のSNPマーカーを特定しました。

(Ellinghaus D et al., 2020, Zeberg & Pääbo, and Blokland et al., 2020). さらに、これらのGWAS研究では、COVID-19に関連する他のDNAマーカーもいくつか特定されており、それぞれは以下の表に示されています。


In addition, other DNA markers covered in this post include rs4804803 which was associated with SARS, and those positioned in the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) receptor which was proved to be the same receptor for the human respiratory coronavirus NL63, , SARS-coronavirus (SARS-CoV), and the novel coronavirus 2019-nCoV/SARS-CoV (Li et al., 2017; Lu et al., 2019). Since the spike protein of the coronavirus has evolved to match the ACE2 receptor, it's likely that individuals with variations that alter the protein sequence would result in a degree of resistance to covid-19. Below are non-synonymous SNPs from the ACE2 transcript NM_021804.2 and of particular interest are SNPs that cause major changes like rs199951323 which results in a premature stop codon.

遺伝子 dbsnp 染色体(GRCh37) POS REF ALT リスク対立遺伝子 マーカー効果 参照
IVNS1ABP rs6668622 1 185414582 T C 男性の感受性変異体 T:T および T:Cs オッズ比1.44 Roberts., 2020;
SRRM1 rs111972040 1 24999361 A G リスク遺伝子型G:GおよびA:G、3_prime_UTR_variant 入院のオッズ比= 8.29
LZTFL1 rs35044562 3 45909024 A G リスク遺伝子型G:Gおよび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:- 呼吸不全の感受性が高い、intron_variant odds ratio 1.77 Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020
LZTFL1 rs10490770 *LD with rs11385942 3 45864732 T C リスク遺伝子型T:CおよびC:C、intron_variant ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7 Zeberg and Pääbo., 2020;
LZTFL1 rs67959919 *LD with rs11385942 3 45871908 G A リスク遺伝子型G:AおよびA:A、intron_variant ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7
LZTFL1 rs35624553 *LD with rs11385942 3 45867440 A G リスク遺伝子型G:AおよびG:G、intron_variant ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7
LZTFL1 rs71325088 *LD with rs11385942 3 45862952 T C リスク遺伝子型C:TおよびC:C、intron_variant ヘテロ接合性保因者のオッズ比1.7
ABO rs657152 9 136139265 A C or T リスク対立遺伝子、intron_variant odds ratio 1.77 Ellinghaus et al., 2020; Roberts., 2020
Intergenic rs5798227 12 53120100 C - リスク対立遺伝子は欠失です p = 2.2x10-7 Blokland et al., 2020;
IGHV3-7 rs11844522 14 106522576 C T 感受性の高い変動T:T、C:T p=1.9x10-7
Immunoglobulin Lambda Locus (IGL) rs73166864 22 23340580 T C or G 感受性の高い変動T:TおよびT:C odds ratio 1.7 Roberts., 2020;
TLR7 rs200553089 ChrX 12906010 G T リスク遺伝子型T:GおよびT:T、missense_variant Made et al., 2020;
ACE2に配置された同義のSNP
ACE2 rs373153165 chrX 15580093 C T or A ミスセンス変異 p.Asp785Asn/c.2353G>A Cao et al., 2020
ACE2 rs140016715 chrX 15582154 G A ミスセンス変異 p.Arg768Trp/c.2302C>T
ACE2 rs147311723 chrX 15582265 G A ミスセンス変異 p.Leu731Phe/c.2191C>T
ACE2 rs41303171 chrX 15582298 T C ミスセンス変異 p.Asn720Asp/c.2158A>G
ACE2 rs370187012 chrX 15582327 C T ミスセンス変異 p.Arg710His/c.2129G>A
ACE2 rs776995986 chrX 15582334 G A ミスセンス変異 p.Arg708Trp/c.2122C>T
ACE2 rs149039346 chrX 15584416 A G ミスセンス変異 p.Ser692Pro/c.2074T>C
ACE2 rs200180615 chrX 15584488 C T ミスセンス変異 p.Glu668Lys/c.2002G>A
ACE2 *rs199951323 chrX 15585879 A C stop_gained p.Leu656*/c.1967T>G
ACE2 rs183135788 chrX 15585933 T C ミスセンス変異 p.Asn638Ser/c.1913A>G
ACE2 rs748163894 chrX 15588434 G A ミスセンス変異
ACE2 rs202137736 chrX 15591485 T C splice_region_variant + intron_variant c.1541+5A>G
ACE2 rs140473595 chrX 15591530 C T ミスセンス変異 p.Ala501Thr/c.1501G>A
ACE2 rs191860450 chrX 15593829 T C ミスセンス変異 p.Ile468Val/c.1402A>G
ACE2 rs758142853 chrX 15609868 A G ミスセンス変異 p.Val184Ala/c.551T>C
ACE2 rs754511501 chrX 15609902 C T ミスセンス変異 p.Gly173Ser/c.517G>A
ACE2 rs746034076 chrX 15609943 T C ミスセンス変異 p.Asn159Ser/c.476A>G
ACE2 rs373252182 chrX 15609973 T C ミスセンス変異 p.Asn149Ser/c.446A>G
ACE2 rs2285666 chrX 15610348 C T splice_region_variant + intron_variant c.439+4G>A
ACE2 rs768736934 chrX 15612963 C T splice_region_variant + intron_variant c.345+5G>A
ACE2 rs4646116 chrX 15618958 T C ミスセンス変異 p.Lys26Arg/c.77A>G
ACE2 rs73635825 chrX 15618980 A G ミスセンス変異 p.Ser19Pro/c.55T>C
SARSに関連するSNP
CD209 rs4804803 19 7812733 A G 感受性遺伝子型A:A、upstream_transcript_variant NC_000019.10:7747846 Sakuntabhai et al., 2005; Chan et al., 2010


興味深い観察として、ACE2遺伝子はX染色体上に位置しているため、男性はこの遺伝子のコピーを1つしか受け継がないことに注意する必要があります。女性の2番目のX染色体にあるACE2遺伝子の2番目のコピーが提供する追加の多様性は、女性がcovid-19に対してより少ない感受性を持つ理由の一部を説明するのに役立つ可能性があります。


ステップ3)遺伝子型/ SNPを追加の研究結果と比較する

このSNPに関連する情報を説明する豊富なリソースがあります。dbSNPとSNPediaをチェックしてください。


dbSNP

dbSNP には 人間の単一 塩基変異、マイクロサテライト、小規模な挿入および欠失が含まれており、 出版情報、 集団頻度、分子的結果、ゲノムおよびRefSeqマッピング情報が含まれています。 一般的な 変異と臨床変異の両方について。


SNPpedia

SNPediaは人間の遺伝学を調査するウィキです。彼らはDNAの変異の影響に関する情報を共有し、査読付きの科学出版物を引用しています。これはPrometheaseによって使用され、あなたのDNA変異をそれに関する情報にリンクさせた個人レポートを作成します。

**DNAの結果に関して気になることがある場合は、医師または遺伝カウンセラーに相談してください。

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