SARS-COV-2 koronaviirus on salakaval ja salapärane. Tema põhjustatud haiguse sümptomid on mitmekesised ja tema tüüpilise ohvri portree pole sugugi nii ilmne kui varem tundus. 23andMe kavatseb kasutada oma ainulaadset geneetilist andmebaasi, et tuvastada võimalik seos patsientide DNA ja viiruse suhtes haavatavuse vahel.
SARS-COV-2 koroonaviirus, mis esmakordselt pinnale jõudis eelmisel aastal Hiinas, on võrdsete võimaluste agressor. Kui sa oled inimene, soovib ta sinust tungida. Näib, et viirus nakatab inimesi ühtemoodi, sõltumata nende vanusest, rassist või soost. See on loogiline, kuna see on täiesti uus patogeen, millelt kellelgi pole immuunsust.
Kuid viiruse põhjustatud Covid-19 haigus on selle manifestatsioonides ettearvamatum. Väga vähesed nakatunud inimesed haigestuvad tegelikult. Patsientidel on väga erinevad sümptomid. Keegi on kõrge palaviku ja köhaga. Mõnel on kõhukrambid ja kõhulahtisus. Keegi kaotab oma isu. Keegi lõpetab lõhnade eristamise. Keegi suudab haigusest üle saada, istudes kodus, tarbides palju vedelikke ja rõõmustades end telesaadetega. Ja keegi jõuab intensiivravi, kus temaga on ühendatud palju torusid, mis ebaõnnestunult pumbavad tema haigesse kopsu õhku. Enamik surmajuhtumeid on krooniliste haigustega eakad ja mehed. Kuid mitte alati. Ameerika Ühendriikides on suur osa raskete sümptomitega hospitaliseeritud inimestest alla 40-aastased. Ka lapsed, eriti imikud, pole sada protsenti kaitstud.
Teadlased vaatavad laiali levinud epidemioloogilisi andmeid sellistest levialadest nagu Hiina, Itaalia ja USA, et mõista, mis neid erinevusi põhjustas. Nad otsivad patsientide vanuse, nende rassi, soo, sotsiaalmajandusliku staatuse, käitumise ja neile pakutavate meditsiiniteenuste omadusi ja mustreid. Nüüd kaevavad nad sügavamale, püüdes leida vihjeid meie DNA-st.
Esmaspäeval käivitas 23andMe uue uuringu geneetiliste erinevuste väljaselgitamiseks, mis selgitaks, miks Covid-19-ga inimestel on nakkusele nii erinevad reaktsioonid. See tarbijagenoomikaettevõte on liitunud hulga uute uurimisprojektidega, mis otsivad vastust samale küsimusele. Varasemad uuringud näitavad, et teatud geenivariandid seavad inimesi suurenenud riski teatud nakkushaigustesse nakatumisel. Teised pakuvad neile kaitset, näiteks CCR5 geeni mutatsiooni, mis muudab kandja HIV-i suhtes immuunseks. On liiga vara öelda, kui märkimisväärselt kaitseb DNA Covid-19 eest, või vastupidi, muudab inimese haavatavaks. Saadud teavet saab aga kunagi kasutada nende inimeste tuvastamiseks, kellel on suurem nakkusoht,samuti uute ravimite ja raviviiside sihipäraseks otsinguks.
"Tahame mõista, kuidas meie geenid mõjutavad meie reaktsiooni viirusele," ütles 23andMe uuringute asepresident Joyce Tung. "Loodame, et kogudes andmeid Covid-19-ga testitud ja diagnoositud inimestelt, saame midagi teada selle haiguse bioloogiliste omaduste kohta ja aitame teadusringkondadel haigeid paremini ravida."
Kui teised DNA-uuringufirmad on oma laborid ümber teinud ja katsetavad nüüd inimesi Covidi jaoks, otsustas 23andMe kasutada selle ainulaadset vara - andmebaasi, milles on rohkem kui 10 miljonit klienti, kellest 80% on nõus kasutama oma geneetilist teavet ja teised teadusuuringuteks. andmeid, mille nad ise teatasid. Ettevõte on seda andmebaasi juba mitu aastat üles ehitanud, mis hõlbustab massiuuringute läbiviimist potentsiaalsete uurimistöös osalejate seas. Selle tulemusel sisaldab iga geneetiline profiil sadu fenotüübilisi andmeid, näiteks mitu klienti on sigarette oma elu jooksul suitsedanud ja kas mõni nende sugulastest on olnud diabeet. Tohutu hulk andmeid, mis ettevõttel on,lubas tal alustada ravi otsimist ja tegi temast võimsa teabeallika geneetiliste uuringute valdkonnas.
Viimane küsitlus, mis avaldati 23andMe kliendiportaalis, sisaldab küsimusi selle kohta, kus inimene elab, milliseid sotsiaalseid distantseerimismeetmeid nad järgivad, kas neid on testitud koroonaviiruse suhtes, kas neil on olnud kokkupuuteid nakatunud inimestega ja kas neil on diagnoositud Covid-19. (Küsitluses saavad osaleda ainult ettevõtte ameerika kliendid.) 23andMe loodab värvata uuringusse sadu tuhandeid oma kliente, sealhulgas Covid-19 diagnoosiga patsiente, kellel on testitud negatiivselt, kellel on gripilaadsed sümptomid, kuid keda testitakse siiani. ei möödunud, samuti nakatunute pereliikmed. Positiivse testiga inimeste jaoks viiakse läbi täiendav uuring haiguse tõsiduse, sümptomite ilmnemise ja selle kohta, kas nad on haiglasse viidud. Seda rääkis ettevõtte vanemteadur Adam Auton,mis juhib uut Covid-19 uuringut. Kõiki osalejaid kutsutakse igal kuul uuele küsitlusele koos lisaküsimustega, mis võimaldab 23andMe-l tuvastada vastajate seas uued juhtumid.
Reklaamvideo:
Kui ettevõte kogub piisavalt vastuseid Covid-19-ga nakatunud inimestelt, viib selle uurimisrühm läbi statistilise analüüsi, mille nimi on genoomidevaheline ühinguotsing (GWAS). Seda meetodit kasutatakse laialdaselt geeniuuringutes. GWAS-i ajal jagunevad inimesed erinevatesse rühmadesse, meie puhul tõenäoliselt sümptomite põhjal. Seejärel skaneeritakse nende DNA andmeid, et näha, kas teatud sümptomitega inimestel on geneetilise koodi teatud tähed kõikumised tavalisemad. Kui see juhtub piisavalt sageli, võib teatava kindlusega öelda, et sellised sümptomid on seotud selliste muutustega.
Nende DNA otsinguekspeditsioonide käigus on raske ennustada, millised geenid leitakse. Kuid tõenäoliselt leitakse paljusid neist genoomi nendest osadest, mis vastutavad keha immuunvastuse eest, ütles Michael Snyder, kes juhib Stanfordi ülikooli geneetika osakonda ja millel pole pistmist 23andMe ja selle uuringutega. "Üldiselt teame, et geneetika mõjutab viirusnakkuse kulgu," ütleb ta. - See pole ootamatu, kuna ajaloolise arengu käigus puutusid inimesed erinevates keskkonnatingimustes kokku üsna spetsiifiliste patogeenidega. On mõistlik, et erinevatel inimestel on erinev immuunsussüsteem.” (Tuleb öelda, et ülikaitsereaktsioon, mida tuntakse hüperotsütokinemiana, on põhjustanud atüüpilise kopsupõletikuga patsientide hulgas palju surmajuhtumeid.et hüperotsütokineemia on ka mõnede surmajuhtumite põhjustajaks Covid-19-ga noorte seas.)
Teine potentsiaalne kandidaat on ACE2 retseptori geen. See asub kopsude ja teiste inimrakkude pinnal ning on molekulaarne läbipääs, mille kaudu SARS-CoV-2 siseneb kehasse. Selle geeni väikesed muutused võivad teatud retseptorite kaudu hõlpsamini või raskemalt läbi pääseda. Lisaks võivad rolli mängida ka variatsioonid genoomi piirkonnas, mis lülitavad sisse või välja ACE2 retseptori. Kui geenid on vähem aktiivsed, toodavad inimese rakud vähem retseptoreid, muutes viiruse jaoks raskemaks haarata.
Snyder ütleb, et praegu on liiga vara spekuleerida geenide rolli üle Covid-19 haiguse tulemuse määramisel. Kuid ta on valmis panustama, et 23andMe ellu viidud projektid ei paku tõenäoliselt ühte geneetilist varianti, mis otsustab, kas inimene on intensiivravis või mitte. "Ma oleksin üllatunud, kui nad leiavad midagi nii veetlevat kui BRCA," ütleb Snyder, viidates ühele võimsaimale vähi ennustajale, mille teadlased on leidnud. BRCA geenide mutatsioonid neljakordistavad inimese võimalusi teatud rinnavähi vormide tekkeks.
Asi on selles, et genoomi hõlmav ühinguotsing on numbrimäng. See on parim viis mutatsioonide tuvastamiseks, mis korduvad ja ilmuvad uuesti kogu populatsioonis, mõlemal on vaid väga väike mõju inimese vastuvõtlikkusele haiguste suhtes. Ja kuna kogu genoomi hõlmav assotsiatsioon põhineb tavaliselt piiratud arvul geneetilistel andmetel, näiteks 23andMe kogutud andmetel (staatiline vaade 600 000 genoomi asukohas), on neid tavalisi variante lihtsam tuvastada kui haruldasi.
Kuid Covid-19 äärmise kokkupuute põhjustajaks on tõenäoliselt väga haruldased mutatsioonid, ütles pulmonoloog Stephen Chapman, kes töötab Oxfordi ülikooli inimgeneetika keskuses teadurina ega osale projektis 23andMe. 2000. aastate keskel viis ta läbi esimesed bakteriaalse kopsupõletiku eelsoodumuse geneetilised uuringud ja avastas immuunvahendatud geenides haruldased mutatsioonid, mis muutsid terved lapsed ja täiskasvanud muidu ülitundlikuks ühe konkreetse bakteri sisenemisele. Chapman kahtlustab, et võrdselt haruldased mutatsioonid, mis on seotud immuunfunktsiooni ja põletikule reageerimisega, pannakse ICU vooditesse noortele tervetele inimestele, kellel puuduvad muud riskifaktorid. “Minu arvates on see GWAS-i tõsine puudus,ta ütleb. "Kogu genoomi hõlmavad otsingud jätavad tähelepanuta need haruldased haigusi põhjustavad mutatsioonid."
Nende leidmiseks tuleb võtta mittestandardsetelt patsientidelt vereanalüüsid ja kogu nende genoom järjestada. Kui dešifreerime kopsu kunstliku ventilatsiooniga ühendatud noore täiskasvanu DNA, on võimalik, et Covid-19-le on võimalik avaldada ainulaadne geneetiline eelsoodumus. Teisest küljest võib vanemate inimeste DNA, kellel on diagnoositud koroonaviirus ja Covid-19, kuid sümptomid puuduvad, sisaldada kaitsvaid mutatsioone, mis kaitsevad haiguse kõige raskemate vormide eest.
Kogu maailmas on teaduslaborites juba käimas rohkem kui 90 sellist järjestusprojekti ning teadlased tormavad mõistma haigust, mille tõttu on maailmas surnud üle 76 000 inimese. Mõned projektidest on elanikkonna pikaajalised geneetilised uuringud, milles tuhanded vabatahtlikud on pikka aega osalenud. Islandi ettevõte DeCODE Genetics, mis on aastakümneid kogunud andmeid selle saareriigi 364 000 elaniku genoomi ja tervise kohta, sai valitsuse loa Covid-19 testide tulemuste avaldamiseks. Uuringuid tehakse ka eranditult Covid-19 patsientide seas. Erinevate uurimisrühmade kõigi geneetiliste andmete ühendamiseksHelsingi ülikooli teadlased rajasid hiljuti arvelduskoja nimega Covid-19 kandegeneetika. Andmete rohkuse muutudes muutub statistika veenvamaks ja usaldusväärsemaks ning samal ajal suureneb lootus, et leitakse mutatsioone, mis võivad muuta uue haiguse mõju inimesele, aga ka inimkonna võitlust selle vastu.
Kuid vaevalt on väärt loota, et saame lähiajal geneetilise tulemuskaardi, mis on tundlik Covid-19 suhtes. Chapman ütleb, et tõenäoliselt ei suuda need uuringud tuvastada vastuvõtlikke inimesi nende DNA põhjal. Pigem saame lihtsalt parema ülevaate molekulaarsetest radadest, mille kaudu tekivad Covid-19 kõige raskemad vormid. "See on täiesti uus ja laastav inimese haigus ning me peame kiiresti mõistma selle bioloogiat," selgitab Chapman. Isoleerides geene, mis reguleerivad erinevaid immuunvastuseid, aitab see kindlaks teha, mida täpselt tuleb ravida uute ravimitega, ning arstid saavad sihipärasemalt ja konkreetsemalt läheneda üksikute patsientide ravile. “GWAS ja kogu genoomi järjestamine võivad siin mängida väga väärtuslikku rolli,” märgib Chapman.
Vanus, eelnevad terviseprobleemid, varajane testimine ja kvaliteetne hooldus on kõik kesksel kohal, et otsustada, kes jääb ellu ja kes sureb Covid-19-st. Kuid tõenäoliselt mängib DNA rolli ka haiguse tulemuse mõjutamisel. Ja siin on meil veel palju õppida ja teada saada.
Megan MOLTENI
