Генетическая обусловленность тяжести течения COVID-19 и последующего реинфицирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Новая коронавирусная инфекция (COVID-19), вызванная коронавирусом 2 острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2), вспыхнула в конце 2019 г. в г. Ухань (Китай). Быстро распространяясь по всему миру, болезнь обрела масштабы глобальной пандемии и унесла более 6 млн жизней. Вопросы, связанные с механизмами осложненного течения COVID-19, продолжают оставаться предметом активного изучения. При этом известно, что заболеваемость и смертность резко возрастают с увеличением возраста и сопутствующих заболеваний, включая ожирение, диабет, онкологические и сердечно-сосудистые заболевания, и, хотя большинство инфицированных выздоравливают, даже молодые и в остальном здоровые пациенты могут заразиться коронавирусом. В связи с этим актуальной задачей является поиск специфических генетических факторов, которые могут объяснить предрасположенность людей к заражению и развитию тяжелой формы COVID-19. Генетические детерминанты человека могут обеспечить научные основы для прогнозирования заболевания и разработки персонализированной терапии для борьбы с эпидемией. Кроме того, все чаще регистрируются случаи повторного заражения людей вирусом SARS-CoV-2, которое возникает в среднем через 1–6 месяцев после первичного инфицирования и зависит от структуры генома вируса. Проведенные исследования по секвенированию вирусных геномов показали, что некоторые из пациентов были повторно инфицированы одним и тем же штаммом коронавируса, в то время как другие — разными, что, в свою очередь, вызывает у исследователей опасения по поводу эффективности иммунитета после заражения и надежности вакцин. В целом генетические особенности человека и вируса определяют тенденцию к реинфицированию. Пока определить истинную распространенность повторного заражения COVID-19 затруднительно, что объясняется низкой выявляемостью бессимптомной повторной инфекции и тем, что многие пациенты с легким течением болезни не были протестированы на ранней стадии пандемии. Поэтому истинная распространенность повторного заражения COVID-19 не отражает текущую действительность, и случаев повторного заражения намного больше, чем описано в литературе. В связи с этим истинный вклад генетических особенностей вируса в реинфицирование COVID-19 можно будет определить только после проведения популяционных исследований, а при разработке программ COVID-19-иммунизации необходимо учитывать распространенность повторного инфицирования в популяции.

Об авторах

Ольга Владимировна Круско

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: panarinaolya08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9111-7914
SPIN-код: 4702-6002

кандидат биологических наук

Россия, Анапа

Евгения Анатольевна Новикова

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: europe411@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9353-7928
SPIN-код: 8473-7941

младший научный сотрудник

Россия, Иркутск

Петр Кириллович Потапов

Военный инновационный технополис «ЭРА»

Email: forwardspb@mail.ru
SPIN-код: 5979-4490

кандидат медицинских наук

Россия, Анапа

Алла Германовна Петрова

Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека

Email: rudial75@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7965-8061
SPIN-код: 3962-5093

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Иркутск

Список литературы

  1. Зайковская А.В., Гладышева А.В., Карташов М.Ю., и др. Изучение в условиях in vitro биологических свойств штаммов коронавируса SARS-CoV-2, относящихся к различным генетическим вариантам // Проблемы особо опасных инфекций. 2022. № 1. С. 94–100. doi: 10.21055/0370-1069-2022-1-94-100
  2. Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел В.Я., Цыган В.Н. Старый новый коронавирус // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2020. Т. 22, № 2. С. 182–188. doi: 10.17816/brmma50070
  3. Zhou F., Yu T., Du R., et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study // Lancet. 2020. Vol. 395, No. 10229. P. 1054–1062. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3
  4. Li X., Xu S., Yu M., et al. Risk factors for severity and mortality in adult COVID-19 inpatients in Wuhan // J Allergy Clin Immunol. 2020. Vol. 146, No. 1. P. 110–118. doi: 10.1016/j.jaci.2020.04.006
  5. Ellinghaus D., Degenhardt F., Bujanda L., et al. Genomewide association study of severe with respiratory failure // N Eng J Med. 2020. Vol. 383, No. 16. P. 1522–1534. doi: 10.1056/NEJMoa2020283
  6. Orlova E.A., Ogarkov O.B., Khromova P.A., et al. SNP rs657152 is not associated with the level of viral load in COVID-19 or the probability of disease in the population of Caucasians in Eastern Siberia // Russ J Genet. 2021. Vol. 57, No. 8. P. 982–984. doi: 10.1134/S1022795421080093
  7. Pairo-Castineira E., Clohisey S., Klaric L., et al. Genetic mechanisms of critical illness in COVID-19 // Nature. 2021. Vol. 591. P. 92–98. doi: 10.1038/s41586-020-03065-y
  8. Fink-Baldauf I.M., Stuart W.D., Brewington J.J., et al. CRISPRi links COVID-19 GWAS loci to LZTFL1 and RAVER1 // EBioMedicine. 2022. Vol. 75. ID 103806. doi: 10.1016/j.ebiom.2021.103806
  9. COVID-19 Host Genetics Initiative. Mapping the human genetic architecture of COVID-19 // Nature. 2021. Vol. 600, No. 7889. P. 472–477. doi: 10.1038/s41586-021-03767-x
  10. Chamnanphon M., Pongpanich M., Suttichet T.B., et al. Host genetic factors of COVID-19 susceptibility and disease severity in a Thai population // J Hum Genet. 2022. Vol. 67, No. 5. P. 295–301. doi: 10.1038/s10038-021-01009-6
  11. Kwok A.J., Mentzer A., Knight J.C. Host genetics and infectious disease: new tools, insights and translational opportunities. Nature reviews // Genetics. 2021. Vol. 22, No. 3. P. 137–153. doi: 10.1038/s41576-020-00297-6
  12. Novelli A., Andreani M., Biancolella M., et al. HLA allele frequencies and susceptibility to COVID-19 in a group of 99 Italian patients // Human leukocyte antigens. 2020. Vol. 96, No. 5. P. 610–614. doi: 10.1111/tan.14047
  13. Nguyen A., David J.K., Maden S.K., et al. Human leukocyte antigen susceptibility map for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 // J Virol. 2020. Vol. 94, No. 13. P. e00510–e00520. doi: 10.1128/JVI.00510-20
  14. Pretti M.A.M., Galvani R.G., Vieira G.F., et al. Class I HLA allele predicted restricted antigenic coverages for spike and nucleocapsid proteins are associated with deaths related to COVID-19 // Front Immunol. 2020. Vol. 11. ID 565730. doi: 10.3389/fimmu.2020.565730
  15. Mohammadpour S., Torshizi Esfahani A., Halaji M., et al. An updated review of the association of host genetic factors with susceptibility and resistance to COVID-19 // J Cell Physiol. 2021. Vol. 236, No. 1. P. 49–54. doi: 10.1002/jcp.29868
  16. Shkurnikov M., Nersisyan S., Jankevic T., et al. Association of HLA class I genotypes with severity of coronavirus disease-19 // Front Immunol. 2021. Vol. 12. ID 641900. doi: 10.3389/fimmu.2021.641900
  17. Debnath M., Banerjee M., Berk M. Genetic gateways to COVID-19 infection: Implications for risk, severity, and outcomes // FASEB J. 2020. Vol. 34, No. 7. P. 8787–8795. doi: 10.1096/fj.202001115R
  18. Kiyotani K., Toyoshima Y., Nemoto K., Nakamura Y. Bioinformatic prediction of potential T cell epitopes for SARS-Cov-2 // J Hum Genet. 2020. Vol. 65, No. 7. P. 569–575. doi: 10.1038/s10038-020-0771-5
  19. Hou Y., Zhao J., Martin W., et al. New insights into genetic susceptibility of COVID-19: an ACE2 and TMPRSS2 polymorphism analysis // BMC medicine. 2020. Vol. 18. ID 216. doi: 10.1186/s12916-020-01673-z
  20. Senapati S., Kumar S., Singh A.K., et al. Assessment of risk conferred by coding and regulatory variations of TMPRSS2 and CD26 in susceptibility to SARS-CoV-2 infection in human // J Genet. 2020. Vol. 99, No. 1. ID 53. doi: 10.1007/s12041-020-01217-7
  21. Saad H., Jabotian K., Sakr C., et al. The role of angiotensin converting enzyme 1 insertion/deletion genetic polymorphism in the risk and severity of COVID-19 infection // Front Med (Lausanne). 2021. Vol. 8. ID 798571. doi: 10.3389/fmed.2021.798571
  22. Irham L.M., Chou W.-H., Calkins M.J., et al. Genetic variants that influence SARS-CoV-2 receptor TMPRSS2 expression among population cohorts from multiple continents // Biochem Biophys Res Commun. 2020. Vol. 529, No. 2. P. 263–269. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.05.179
  23. Shikov A.E., Barbitoff Y.A., Glotov A.S., et al. Analysis of the spectrum of ACE2 variation suggests a possible influence of rare and common variants on susceptibility to COVID-19 and Severity of outcome // Front Genet. 2020. Vol. 11. ID 551220. doi: 10.3389/fgene.2020.551220
  24. Cui C., Huang C., Zhou W., et al. AGTR2, one possible novel key gene for the entry of SARS-CoV-2 into human cells // IEEE/ACM Trans Comput Biol Bioinform. 2021. Vol. 18, No. 4. P. 1230–1233. doi: 10.1109/TCBB.2020.3009099
  25. Bullerdiek J. COVID-19 challenging cell biology // Protoplasma. 2020. Vol. 257, No. 3. P. 619–620. doi: 10.1007/s00709-020-01506-z
  26. Andolfo I., Russo R., Lasorsa V.A., et al. Common variants at 21q22.3 locus influence MX1 and TMPRSS2 gene expression and susceptibility to severe COVID-19 // iScience. 2021. Vol. 24, No. 4. ID 103322. doi: 10.1016/j.isci.2021.102322
  27. Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел А.В., Цыган В.Н. Паттерн-распознающие рецепторы и их сигнальные пути в реализации механизмов врожденного иммунитета при вирусных инфекциях // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2022. Т. 24, № 2. С. 381–389. doi: 10.17816/brmma91018
  28. Made C.I., Simons A., Schuurs-Hoeijmakers J., et al. Presence of genetic variants among young men with severe COVID-19 // JAMA. 2020. Vol. 324, No. 7. P. 663–673. doi: 10.1001/jama.2020.13719
  29. Zhao X., Sehgal M., Hou Z., et al. Identification of residues controlling restriction versus enhancing activities of IFITM proteins on entry of human coronaviruses // J Virol. 2018. Vol. 92, No. 6. P. e01535–e01517. doi: 10.1128/JVI.01535-17
  30. Zhang Y., Qin L., Zhao Y., et al. Interferon-induced transmembrane protein-3 genetic variant rs12252-C is associated with disease severity in COVID-19 // J Infect Dis. 2020. Vol. 222, No. 1. P. 34–37. doi: 10.1093/infdis/jiaa224
  31. Kim Y.C., Jeong B.H. Strong correlation between the case fatality rate of COVID-19 and the rs6598045 single nucleotide polymorphism (SNP) of the interferon-induced transmembrane protein 3 (IFITM3) gene at the population-level // Genes (Basel). 2020. Vol. 12, No. 1. ID 42. doi: 10.3390/genes12010042
  32. Fricke-Galindo I., Falfán-Valencia R. Genetics insight for COVID-19 susceptibility and severity: a review // Front Immunol. 2021. Vol. 12. ID 622176. doi: 10.3389/fimmu.2021.622176
  33. Шишиморов И.Н., Магницкая О.В., Пономарева Ю.В. Генетические предикторы тяжести течения и эффективности фармакотерапии COVID-19 // Фармация и фармакология. 2021. Т. 9, № 3. С. 174–184. doi: 10.19163/2307-9266-2021-9-3-174-184
  34. Saleh A., Sultan A., Elashry M.A., et al. Association of TNF-α G-308 a promoter polymorphism with the course and outcome of COVID-19 patients // Immunol Invest. 2022. Vol. 51, No. 3. P. 546–557. doi: 10.1080/08820139.2020.1851709
  35. Al-Jaf S.M.A., Niranji S.S., Ali H.N., Mohammed O.A. Association of Apolipoprotein e polymorphism with SARS-CoV-2 infection // J Mol Epidemiol Evol Genet Infect Dis. 2021. Vol. 95. ID 105043. doi: 10.1016/j.meegid.2021.105043
  36. Kuo C.L., Pilling L.C., Atkins J.L., et al. APOE e4 genotype predicts severe COVID-19 in the UK Biobank Community Cohort // J Gerontol – Biol Sci Med Sci. 2020. Vol. 75, No. 11. P. 2231–2232. doi: 10.1093/gerona/glaa131
  37. Posadas-Sánchez R., Sánchez-Muñoz F., Guzmán-Martín C.A., et al. Dipeptidylpeptidase-4 levels and DPP4 gene polymorphisms in patients with COVID-19. Association with disease and with severity // Life Sci. 2021. Vol. 276. ID 119410. doi: 10.1016/j.lfs.2021.119410
  38. Колюбаева С.Н., Кондратенко А.А., Алхаже К., и др. Исследование полиморфизма генов HLA-DRB1 и IL28 у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию (COVID-19) c различной степенью тяжести // Гены и клетки. 2021. Т. 16, № 3. С. 86–90. doi: 10.23868/202110012
  39. Крюков Е.В., Тришкин Д.В., Салухов В.В., и др. Особенности формирования и продолжительность сохранения нейтрализующих антител к S-белку SARS-CoV-2 у лиц, перенесших новую коронавирусную инфекцию (COVID-19) легкого или бессимптомного течения // Вестник Российской академии медицинских наук. 2021. Т. 76, № 4. C. 361–367. doi: 10.15690/vramn1582
  40. Yan Y., Liu B., Ding H., et al. Characterizing COVID-19 severity, epidemiology and SARS-CoV-2 genotypes in a regional business hub of China // J Infect. 2021. Vol. 82, No. 2. P. 282–327. doi: 10.1016/j.jinf.2020.08.031
  41. Никонова А.А., Файзулоев Е.Б., Грачева А.В., и др. Генетическое разнообразие и эволюция биологических свойств коронавируса SARS-CoV-2 в условиях глобального распространения // Acta Naturae (русскоязычная версия). 2021. Т. 13, № 3. С. 77–89. doi: 10.32607/actanaturae.11337
  42. Hamed S.M., Elkhatib W.F., Khairalla A.S., Noreddin A.M. Global dynamics of SARS-CoV-2 clades and their relation to COVID-19 epidemiology // Sci Rep. 2021. Vol. 11, No. 1. ID 8435. doi: 10.1038/s41598-021-87713-x
  43. van Dorp L., Richard D., Tan C.C.S., et al. No evidence for increased transmissibility from recurrent mutations in SARS-CoV-2 // Nat Commun. 2020. Vol. 11, No. 1. ID 5986. doi: 10.1038/s41467-020-19818-2
  44. Wang Q.X., Huang K.C., Qi L., et al. No infectious risk of COVID-19 patients with long-term fecal 2019-nCoV nucleic acid positive // Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020. Vol. 24. P. 5772–5777. doi: 10.26355/eurrev_202005_21370
  45. Azam M., Sulistiana R., Ratnawati M., et al. Recurrent SARS-CoV-2 RNA positivity after COVID-19: a systematic review and meta-analysis // Sci Rep. 2020. Vol. 10, No. 1. ID 20692. doi: 10.1038/s41598-020-77739-y
  46. Carfì A., Bernabei R., Landi F. Persistent symptoms in patients after acute COVID-19 // JAMA. 2020. Vol. 324, No. 6. P. 603–605. doi: 10.1001/jama.2020.12603
  47. Москалева Е.В., Петрова А.Г., Рычкова Л.В., и др. Состояние показателей иммунного статуса у детей после перенесенной новой коронавирусной инфекции // Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2021. Т. 6, № 2. С. 58–62. doi: 10.29413/ABS.2021-6.2.6.
  48. Новикова Е.А., Петрова А.Г., Москалева Е.В., и др. Ретроспектива международных серологических исследований по формированию и динамике гуморального иммунного ответа к SARS-CoV-2: от 2020 к 2021 // Acta Biomedica Scientifica. 2021. Т. 6, № 2. С. 47–57. doi: 10.29413/ABS.2021-6.2.5
  49. Stokel-Walker C. What we know about covid-19 reinfection so far // BMJ. 2021. Vol. 372. ID n99. doi: 10.1136/bmj.n99
  50. Bao L., Deng W., Gao H., et al. Reinfection could not occur in SARS-CoV-2 infected rhesus macaques // BioRxiv. 2020. ID 990226. doi: 10.1101/2020.03.13.990226
  51. Karthik K., Senthilkumar T.M.A., Udhayavel S., Raj G.D. Role of antibody-dependent enhancement (ADE) in the virulence of SARS-CoV- 2 and its mitigation strategies for the development of vaccines and immunotherapies to counter COVID-19 // Hum Vaccines Immunother. 2020. Vol. 16, No. 12. P. 3055–3060. doi: 10.1080/21645515.2020.1796425
  52. Wang J., Kaperak C., Sato T., Sakuraba A. COVID-19 reinfection: a rapid systematic review of case reports and case series // J Invest Med. 2021. Vol. 69, No. 6. P. 1253–1255. doi: 10.1136/jim-2021-001853
  53. Colson P., Finaud M., Levy N., et al. Evidence of SARS-CoV-2 re-infection with a different genotype // J Infect. 2021. Vol. 82, No. 4. P. 84–123. doi: 10.1016/j.jinf.2020.11.011

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ООО "Эко-Вектор", 2022



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах