Влияние полиморфных вариантов генов интерфероновых рецепторов на тяжесть COVID-19 и антибиотикорезистентность
- Авторы: Кригер Е.А.1, Самодова О.В.1, Свитич О.А.2,3, Самойликов Р.В.2, Меремьянина Е.А.2,4, Иванова Л.В.1, Бебякова Н.А.1, Ильина Е.Н.5, Павленко А.В.5, Есин Ю.И.5, Архипова А.Л.5, Ковальчук С.Н.5, Кудрявцев А.В.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
- ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
- ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России
- ФГБОУ ДПО Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования МЗ РФ
- ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
- Выпуск: Том 13, № 6 (2023)
- Страницы: 1027-1039
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
- URL: https://journals.rcsi.science/2220-7619/article/view/252303
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-TIO-17537
- ID: 252303
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Однонуклеотидные замены в структуре генов, ассоциированные с изменением конформации белка-рецептора или экспрессии рецепторов к интерферонам, могут объяснить различия в восприимчивости и тяжести COVID-19, наряду с общеизвестными факторами риска. Цель: изучение взаимосвязи между полиморфными вариантами генов интерфероновых рецепторов, тяжестью течения COVID-19 и распространенностью генов антибиотикорезистентности в микробиоте кишечника. Материалы и методы. Проведено исследование с включением случайной выборки населения Архангельска в возрасте от 42 до 76 лет (n = 305). Процедура исследования включала сбор данных о COVID-19 из Федерального регистра переболевших COVID-19, забор крови для серологического исследования на наличие антител к SARS-CoV-2, исследование полиморфных маркеров рецепторов к интерферонам и сбор образцов кала для выявления генов антибиотикорезистентности. Результаты. В течение 12–15 месяцев пандемии COVID-19 17,4% участников исследования перенесли COVID-19 с симптомами, 32,8% болели бессимптомно. К осени 2022 г. доля участников, переболевших с симптомами, увеличилась до 36,4%, а доля переболевших бессимптомно — до 61,3%. Выявлена взаимосвязь между генотипом СС варианта rs2257167 гена IFNAR1, наличием аллеля T варианта rs2229207 гена IFNAR2, гаплотипа ССТТ и манифестным течением COVID-19. Выявлена взаимосвязь между гаплотипом GCTC, наличием пневмонии и тяжестью течения COVID-19. В ноябре 2022 г. резистентность к макролидам наблюдалась в 98,4% случаев, устойчивость к бета-лактамам — в 26,9%, резистентность к гликопептидам — в 13,8%. Резистентность к трем классам антибиотиков наблюдалась у 4,9% обследованных и чаще выявлялась у лиц с гаплотипом ССТТ. Гены, кодирующие бета-лактамазы, чаще выявлялись у лиц с гаплотипом GCTC, чаще болевших COVID-19 с пневмонией и получавших стационарное лечение. Гены резистентности к гликопептидам были ассоциированы с генотипом СС варианта rs2257167 гена IFNAR1. Вывод. Таким образом, выявлены генетические детерминанты восприимчивости, манифестного течения и тяжести COVID-19. Взаимосвязь полиморфных вариантов генов интерфероновых рецепторов и тяжести течения COVID-19 может использоваться для выявления людей с генетической предрасположенностью к тяжелому течению инфекции и определения приоритетных групп для проведения вакцинации, в том числе для профилактики антибиотикорезистентности при осложненном течении вирусных инфекций.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Е. А. Кригер
ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: kate-krieger@mail.ru
к.м.н., научный сотрудник международного центра научных компетенций центральной научно-исследовательской лаборатории, доцент кафедры инфекционных болезней
Россия, АрхангельскОльга В. Самодова
ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
Email: kate-krieger@mail.ru
д.м.н., профессор, зав. кафедрой инфекционных болезней
Россия, АрхангельскО. А. Свитич
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова; ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России
Email: kate-krieger@mail.ru
д.м.н., профессор РАН, член-корреспондент РАН, директор, профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии имени академика А.А. Воробьева института общественного здоровья им. Ф.Ф. Эрисмана
Россия, Москва; МоскваР. В. Самойликов
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова
Email: kate-krieger@mail.ru
научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологиии
Россия, МоскваЕ. А. Меремьянина
ФГБНУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова; ФГБОУ ДПО Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования МЗ РФ
Email: kate-krieger@mail.ru
к.м.н., научный сотрудник лаборатории молекулярной иммунологиии, старший преподаватель кафедры вирусологии
Россия, Москва; МоскваЛ. В. Иванова
ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
Email: kate-krieger@mail.ru
клинический ординатор кафедры инфекционных болезней
Россия, АрхангельскН. А. Бебякова
ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
Email: kate-krieger@mail.ru
д.б.н., профессор, зав. кафедрой медицинской биологии и генетики
Россия, АрхангельскЕ. Н. Ильина
ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
Email: kate-krieger@mail.ru
д.б.н., член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник, зав. лабораторией математической биологии и биоинформатики
Россия, МоскваА. В. Павленко
ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
Email: kate-krieger@mail.ru
научный сотрудник
Россия, МоскваЮ. И. Есин
ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
Email: kate-krieger@mail.ru
лаборант
Россия, МоскваА. Л. Архипова
ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
Email: kate-krieger@mail.ru
младший научный сотрудник
Россия, МоскваС. Н. Ковальчук
ФБУН НИИ системной биологии и медицины Роспотребнадзора
Email: s.n.kovalchuk@mail.ru
к.б.н., старший научный сотрудник
МоскваА. В. Кудрявцев
ФГБОУ ВО Северный государственный медицинский университет Минздрава России
Email: kate-krieger@mail.ru
доктор философии в области наук о здоровье, зав. международным центром научных компетенций центральной научно-исследовательской лаборатории
Россия, АрхангельскСписок литературы
- Гущин В.А., Почтовый А.А., Кустова Д.Д., Огаркова Д.А., Клейменов Д.А., Семененко Т.А., Логунов Д.Ю., Злобин В.И., Гинцбург А.Л. Характеристика эпидемического процесса COVID-19 в Москве и поиск возможных факторов, определяющих тенденции наблюдаемых изменений // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2023. Т. 100, № 4. C. 267–284. [Gushchin V.A., Pochtovyi A.A., Kustova D.D., Ogarkova D.A., Kleymenov D.A., Semenenko T.A., Logunov D.Y., Zlobin V.I., Gintsburg A.L. Characterisation of the COVID-19 epidemic process in Moscow and search for possible determinants of the trends of the observed changes. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2023, vol. 100, no. 4, pp. 267–284. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-375
- Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 9 (26.10.2020). Минздрав РФ, 2020. 236 с. [Interim guidelines. Prevention, diagnosis and treatment of new coronavirus infection (COVID-19). Version 9 (26.10.2020). Ministry of Health of the Russian Federation, 2020. 236 p. (In Russ.)] URL: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/052/548/original/%D0%9C%D0%A0_COVID-19_%28v.9%29.pdf
- Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Версия 10 (08.02.2021). Минздрав РФ, 2021. 261 с. [Interim guidelines. Prevention, diagnosis and treatment of new coronavirus infection (COVID-19). Version 10 (08.02.2021). Ministry of Health of the Russian Federation, 2021. 261 p. (In Russ.)] URL: https://static-0.minzdrav.gov.ru/system/attachments/attaches/000/054/588/original/%D0%92%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%9C%D0%A0_COVID-19_%28v.10%29-08.02.2021_%281%29.pdf
- Кригер Е.А., Павленко А.В., Есин Ю.П., Архипова А.Л., Ковальчук С.Н., Шагров Л.Л., Белова Н.И., Цыварева Н.П., Кудрявцев А.В., Ильина Е.Н. Распространенность генов устойчивости к антибиотикам в составе резистома взрослых жителей Архангельска с учетом тяжести перенесенной COVID-19 // Журнал инфектологии. 2023. Т. 15, № 3. С. 92–109. [Krieger E.A., Pavlenko A.V., Esin Yu.P., Arkhipova A.L., Kovalchuk S.N., Shagrov L.L., Belova N.I., Tsyvareva N.P., Kudryavtsev A.V., Ilina E.N. Prevalence of antibiotic resistance genes in resistome of adult residents of Arkhangelsk with regard to the severity of COVID-19. Zhurnal infektologii = Journal Infectology, 2023, vol. 15, no. 3, pp. 92–109. (In Russ.)] doi: 10.22625/2072-6732-2023-15-3-92-109
- Луцкий А.А., Жирков А.А., Лобзин Д.Ю., Рао М., Алексеева Л.А., Мейрер М., Лобзин Ю.В. Интерферон-γ: биологическая функция и значение для диагностики клеточного иммунного ответа // Журнал инфектологии. 2015. Т. 7, № 4. С. 10–22. [Lutckii A.A., Zhirkov A.A., Lobzin D.Yu., Rao M., Alekseeva L.A., Maeurer M., Lobzin Yu.V. Interferon-γ: biological function and application for study of cellular immune response. Zhurnal infektologii = Journal Infectology, 2015, vol. 7, no. 4, pp. 10–22. (In Russ.)] doi: 10.22625/2072-6732-2015-7-4-10-22
- 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. [Shishimorov I.N., Magnitskaya O.V., Ponomareva Yu.V. Genetic predictors of severity and efficacy of COVID-19 pharmacotherapy. Farmatsiya i farmakologiya = Pharmacy & Pharmacology, 2021, vol. 9, no. 3, pp. 174–184. (In Russ.)] doi: 10.19163/2307-9266-2021-9-3-174-184]
- The Allele Frequency Net Database. URL: http://allelefrequencies.net (14.10.2023)
- Channappanavar R., Fehr A.R., Zheng J., Wohlford-Lenane C., Abrahante J.E., Mack M., Sompallae R., McCray P.B. Jr., Meyerholz D.K., Perlman S. IFN-I response timing relative to virus replication determines MERS coronavirus infection outcomes. J. Clin. Invest., 2019, vol. 129, no. 9, pp. 3625–3639. doi: 10.1172/JCI126363
- Crits-Christoph A., Hallowell H.A., Koutouvalis K., Suez J. Good microbes, bad genes? The dissemination of antimicrobial resistance in the human microbiome. Gut Microbes., 2022, vol. 14, no. 1: 2055944. doi: 10.1080/19490976.2022.2055944
- Fricke-Galindo I., Martínez-Morales A., Chávez-Galán L., Ocaña-Guzmán R., Buendía-Roldán I., Pérez-Rubio G., Hernández-Zenteno R.J., Verónica-Aguilar A., Alarcón-Dionet A., Aguilar-Duran H., Gutiérrez-Pérez I.A., Zaragoza-García O., Alanis-Ponce J., Camarena A., Bautista-Becerril B., Nava-Quiroz K.J., Mejía M., Guzmán-Guzmán I.P., Falfán-Valencia R. IFNAR2 relevance in the clinical outcome of individuals with severe COVID-19. Front. Immunol., 2022, vol. 13: 949413. doi: 10.3389/fimmu.2022.949413
- Fuchs S.Y. Hope and fear for interferon: the receptor-centric outlook on the future of interferon therapy. J. Interferon Cytokine Res., 2013, vol. 33, no. 4, pp. 211–225. doi: 10.1089/jir.2012.0117
- He S., Wang B., Zhu X., Chen Z., Chen J., Hua D., Droma D., Li W., Yuan D., Jin T. Association of IFNGR1 and IFNG genetic polymorphisms with the risk for pulmonary tuberculosis in the Chinese Tibetan population. Oncotarget, 2017, vol. 8, no. 58, pp. 98417–98425. doi: 10.18632/oncotarget.21413
- Kang Y., Chen S., Chen Y., Tian L., Wu Q., Zheng M., Li Z. Alterations of fecal antibiotic resistome in COVID-19 patients after empirical antibiotic exposure. Int. J. Hyg. Environ. Health, 2022, vol. 240: 113882. doi: 10.1016/j.ijheh.2021.113882
- Karkhane M., Mohebbi S.R., Sharifian A., Ghaemi A., Asadzadeh Aghdaei H., Zali M.R. A gene variation of Interferon Gamma Receptor-I promoter (rs1327474A>G) and chronic hepatitis C virus infection. Gastroenterol. Hepatol. Bed. Bench, 2019, vol. 12, no. 1, pp. 46–51.
- Kim N.E., Song Y.J. Coordinated regulation of interferon and inflammasome signaling pathways by SARS-CoV-2 proteins. J. Microbiol., 2022, vol. 60, no. 3, pp. 300–307. doi: 10.1007/s12275-022-1502-8
- Marchetti M., Monier M.N., Fradagrada A., Mitchell K., Baychelier F., Eid P., Johannes L., Lamaze C. Stat-mediated signaling induced by type I and type II interferons (IFNs) is differentially controlled through lipid microdomain association and clathrin-dependent endocytosis of IFN receptors. Mol. Biol. Cell, 2006, vol. 17, no. 7, pp. 2896–2909. doi: 10.1091/mbc.e06-01-0076
- National Human Genome Research Institute. Polymorphism. URL: https://www.genome.gov/genetics-glossary/Polymorphism (14.10.2023)
- Platanias L.C. Mechanisms of type-I- and type-II-interferon-mediated signaling. Nat. Rev. Immunol., 2005, vol. 5, no. 5, pp. 375–386. doi: 10.1038/nri1604
- Primorac D., Vrdoljak K., Brlek P., Pavelić E., Molnar V., Matišić V., Erceg Ivkošić I., Parčina M. Adaptive immune responses and immunity to SARS-CoV-2. Front. Immunol., 2022, vol. 13: 848582. doi: 10.3389/fimmu.2022.848582
- Samuel C.E. Interferon at the crossroads of SARS-CoV-2 infection and COVID-19 disease. J. Biol. Chem., 2023, vol. 299, no. 8: 104960. doi: 10.1016/j.jbc.2023.104960
- Schmiedel B.J., Rocha J., Gonzalez-Colin C., Bhattacharyya S., Madrigal A., Ottensmeier C.H., Ay F., Chandra V., Vijayanand P. COVID-19 genetic risk variants are associated with expression of multiple genes in diverse immune cell types. Nat. Commun., 2021, vol. 12, no. 1: 6760. doi: 10.1038/s41467-021-26888-3
- Song le H., Xuan N.T., Toan N.L., Binh V.Q., Boldt A.B., Kremsner P.G., Kun J.F. Association of two variants of the interferon-alpha receptor-1 gene with the presentation of hepatitis B virus infection. Eur. Cytokine Netw., 2008, vol. 19, no. 4, pp. 204–210. doi: 10.1684/ecn.2008.0137
- Stertz S., Hale B.G. Interferon system deficiencies exacerbating severe pandemic virus infections. Trends Microbiol., 2021, vol. 29, no. 11, pp. 973–982. doi: 10.1016/j.tim.2021.03.001
- COVID-19 Host Genetics Initiative. The COVID-19 Host Genetics Initiative, a global initiative to elucidate the role of host genetic factors in susceptibility and severity of the SARS-CoV-2 virus pandemic. Eur. J. Hum. Genet., 2020, vol. 28, no. 6, pp. 715–718. doi: 10.1038/s41431-020-0636-6
- Velavan T.P., Pallerla S.R., Rüter J., Augustin Y., Kremsner P.G., Krishna S., Meyer C.G. Host genetic factors determining COVID-19 susceptibility and severity. EBioMedicine, 2021, vol. 72: 103629. doi: 10.1016/j.ebiom.2021.103629
- Welzel T.M., Morgan T.R., Bonkovsky H.L., Naishadham D., Pfeiffer R.M., Wright E.C., Hutchinson A.A., Crenshaw A.T., Bashirova A., Carrington M., Dotrang M., Sterling R.K., Lindsay K.L., Fontana R.J., Lee W.M., Di Bisceglie A.M., Ghany M.G., Gretch D.R., Chanock S.J., Chung R.T., O’Brien T.R.; HALT-C Trial Group. Variants in interferon-alpha pathway genes and response to pegylated interferon-Alpha2a plus ribavirin for treatment of chronic hepatitis C virus infection in the hepatitis C antiviral long-term treatment against cirrhosis trial. Hepatology, 2009, vol. 49, no. 6, pp. 1847–1858. doi: 10.1002/hep.22877
- Xia C., Wolf J.J., Sun C., Xu M., Studstill C.J., Chen J., Ngo H., Zhu H., Hahm B. PARP1 enhances influenza a virus propagation by facilitating degradation of host type I interferon receptor. J. Virol., 2020, vol. 94, no. 7: e01572-19. doi: 10.1128/JVI.01572-19
- Zhang Q., Meng Y., Wang K., Zhang X., Chen W., Sheng J., Qiu Y., Diao H., Li L. Inflammation and antiviral immune response associated with severe progression of COVID-19. Front. Immunol., 2021, vol. 12: 631226. doi: 10.3389/fimmu.2021.631226
- Zheng K.I., Feng G., Liu W.Y., Targher G., Byrne C.D., Zheng M.H. Extrapulmonary complications of COVID-19: a multisystem disease? J. Med. Virol., 2021, vol. 93, no. 1, pp. 323–335. doi: 10.1002/jmv.26294
Дополнительные файлы
