Sólin Sólin Rís 03:33 • sest 23:32 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:58 • Sest 13:24 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 11:26 • Síðdegis: 23:50 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 05:17 • Síðdegis: 17:29 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Hafa erfðaþættir áhrif á sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19?

Arnar Pálsson

Öll spurningin hljóðaði svona:

Geta erfðaþættir tengst mismunandi næmi fyrir sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19 eða því hversu alvarleg veikindi verða?

Sjúkdómurinn COVID-19 orsakast af veirusýkingu og telst því umhverfissjúkdómur. Veirusýking er forsenda sjúkdómsins, en eins og í tilfelli margra smitsjúkdóma geta erfðaþættir tengst hluta breytileikans í smitnæmi, alvarleika sýkingar og dánartíðni, auk annarra þátta. Erfðafræðingar geta metið arfgengi eiginleika, það er að segja hlutfallslegt vægi erfðaþátta, umhverfis, samspils gena og umhverfisþátta og áhrif tilviljana. Um þetta má lesa meira í svari við spurningunni Hafa erfðaþættir áhrif á veirusýkingar?

Í ljós hefur komið að veiran SARS-CoV-2 leggst misjafnlega alvarlega á fólk. Dæmi um þetta kemur fram í enskri rannsókn sem sýndi að karlar eru í meiri hættu en konur, og að dánartíðni hækkar mikið með aldri. Hægt er að lesa meira um þetta í svari við spurningunni Hefur COVID-19 lagst harðar á karla en konur og hvað gæti skýrt það? Þótt erfðaþættir geti skipt máli er ljóst að aldur hefur veigameiri áhrif á dánartíðni vegna COVID-19. Ef við ímyndum okkur tvo karla með nákvæmlega sama erfðamengi, annar tvítugur en hinn sjötugur, þá er sá síðarnefndi í rúmlega tífalt meiri áhættu en sá yngri. Einnig eru vísbendingar um að dánartíðni sé breytileg eftir uppruna fólks, en þau áhrif eru veik og líklegt að þau skýrist að umtalsverðu leyti af fátækt, félagslegum þáttum og mismunandi aðgengi að heilbrigðisþjónustu.

Frá því að faraldurinn hófst hafa erfðafræðingar velt fyrir sér hvort erfðabreytileiki hafi áhrif á líkurnar á smiti eða alvarleika sjúkdómsins. Hér verða tilgreindar niðurstöður úr tveimur nýlegum rannsóknum á erfðum og COVID-19. Þeim ber að taka með varnagla því þegar þetta er skrifað í júní 2020 hafa þær ekki verið ritrýndar og niðurstöðurnar þarf að staðfesta með frekari rannsóknum. Einnig er vert að hafa í huga að rannsóknirnar kanna ólíka þætti sjúkdómsins, tvíburarannsóknin skoðar væg einkenni meðal smitaðra en seinni greinin lýsir kortlagningu erfðaþátta sem tengjast alvarlegum vandkvæðum við öndun.

Tvíburar eru heppilegir til að meta arfgengi eiginleika.

Tvíburar eru heppilegir til að meta arfgengi eiginleika. Borin er saman tíðni einkenna hjá tvíburum sem eru eineggja (með eins erfðasamsetningu) og tvíeggja (deila helmingi gena, eins og venjuleg systkini). Handrit sem birtist í lok apríl 2020 lýsti rannsókn á tíðni mismunandi einkenna COVID-19 meðal rúmlega 2.600 breskra tvíbura sem voru sýktir af veirunni. Könnuð voru mörg sjúkdómseinkenni og í ljós kom að sum þeirra höfðu umtalsvert arfgengi. Sterkustu áhrifin voru á sótthita og tap á lyktarskyni, með arfgengi upp á 0,41 og 0,48. Alvarlegri einkenni og dánartíðni voru ekki metin.[1]

Tvíburarannsóknir geta bent á tilvist gena sem móta breytileika í eiginleikum í hópi fólks. En til að finna hvaða breytileikar í erfðaefninu tengjast vissum einkennum COVID-19-sjúkdómsins eða smitnæmi, þarf að framkvæma kortlagningu. Nýlegt handrit sem fjallað var um í New York Times lýsir slíkri rannsókn á sjúklingum frá Ítalíu og Spáni. Skimað var fyrir tengslum milli arfgerðar og svipgerðar, hjá þeim sem höfðu öndunarbilun (e. respiratory failure) það er að segja sjúklingar sem þurftu súrefnisgjöf eða á öndunarvél að halda. Prófaðir voru um 9 milljónir stakra breytileika í erfðamenginu og spurt hvort einhver þeirra sýndi samband við svipfarið.

Sterkasta sambandið var við tvö svæði í erfðamenginu. Breytileiki innan gensins sem skráir fyrir ABO-blóðflokkunum tengdist öndunarbilun. Meðal þeirra sem þurftu á súrefni að halda var A-gerðin algengari en meðal þeirra sem fengu vægari einkenni sjúkdómsins. Áhættan af A-gerðinni var metin tvöföld miðað við hinar (B og O). Vísbendingar um aukna áhættu meðal einstaklinga í A-blóðflokki fundust einnig í annarri rannsókn. Ekki er vitað hvernig blóðflokkar hafa áhrif á sjúkdóminn.

Breytileiki innan gensins sem skráir fyrir ABO-blóðflokkunum tengdist öndunarbilun hjá sjúklingum með COVID-19.

Hitt svæðið með sterk samband við alvarlegt form COVID-19 var á litningi þrjú. Margir breytileikar á því svæði sýndu marktæk tengsl við sjúkdóminn, en það flækir túlkunina að innan svæðisins finnast nokkur gen. Þau liggja þétt og erfitt er að spá í möguleg áhrif þeirra á sjúkdóminn. Eitt þeirra skráir fyrir himnuprótíni sem talið er tengjast svonefndum ACE2-viðtaka, á meðan annað tilheyrir ónæmiskerfinu. Virkni og svörun ónæmiskerfisins virðist skipta sérstaklega miklu máli fyrir COVID-19 og hafa áhrif á það hversu illvíg sýking og sjúkdómseinkenni verða. Fleiri rannsóknir vantar til að endurmeta og staðfesta þessi tengsl og prófa hvort önnur gen tengjast sjúkdómnum.

Að síðustu fundust engin tengsl við breytileika í ACE2-geninu, sem skráir fyrir himnuprótíni sem veiran notar til að komast inn í frumur. Það bendir til að munurinn á vægari og alvarlegri sýkingu liggur ekki í því hversu auðveldlega veiran kemst inn í frumur. Eins og í öllum rannsóknum skiptir sýnatakan máli. Greiningin sem hér er fjallað um var gerð á sýktum einstaklingum. Til að finna erfðaþætti sem valda þoli gagnavart veirunni, þarf að bera saman þá sem hafa komist í návígi við smitandi einstaklinga og annað hvort smitast eða ekki. Með slíkum samanburði væri hægt að finna út hvort einhverjir séu ónæmir vegna þess að viðtakinn sé ómóttækilegur fyrir veirunni eða vantar alveg, eins og í tilfelli þeirra sem eru arfhreinir um úrfellingu í CCR5-geninu og verndaðir fyrir HIV-1-smiti.

Samantekt

  • Veirusýking úr umhverfinu er forsenda sjúkdómsins.
  • Tvíburarannsókn bendir til arfgengis vægra einkenna COVID-19.
  • Aukin áhætta á alvarlegum einkennum er tengd breytileika í genum A-blóðflokks og á litningi 3.
  • Margt er á huldu varðandi möguleg áhrif gena á sjúkdóminn.

Tilvísun:
  1. ^ Arfgengi er stærð á bilinu 0 til 1. Eiginleikar með lágt arfgengi, við 0 eða 0,1 mótast af litlu leyti af erfðasamsetningu fólks, en einkenni með hátt arfgengi, til dæmis 0,8 má útskýra að mestu með genum.

Heimildir

Myndir:

Spurningu Guðbjargar Huldu er hér svarað að hluta.

Höfundur

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

11.6.2020

Spyrjandi

Guðbjörg Hulda Stefnisdóttir, ritstjórn

Tilvísun

Arnar Pálsson. „Hafa erfðaþættir áhrif á sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19?“ Vísindavefurinn, 11. júní 2020. Sótt 12. júlí 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=79630.

Arnar Pálsson. (2020, 11. júní). Hafa erfðaþættir áhrif á sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79630

Arnar Pálsson. „Hafa erfðaþættir áhrif á sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19?“ Vísindavefurinn. 11. jún. 2020. Vefsíða. 12. júl. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79630>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hafa erfðaþættir áhrif á sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Geta erfðaþættir tengst mismunandi næmi fyrir sýkingu veirunnar sem veldur COVID-19 eða því hversu alvarleg veikindi verða?

Sjúkdómurinn COVID-19 orsakast af veirusýkingu og telst því umhverfissjúkdómur. Veirusýking er forsenda sjúkdómsins, en eins og í tilfelli margra smitsjúkdóma geta erfðaþættir tengst hluta breytileikans í smitnæmi, alvarleika sýkingar og dánartíðni, auk annarra þátta. Erfðafræðingar geta metið arfgengi eiginleika, það er að segja hlutfallslegt vægi erfðaþátta, umhverfis, samspils gena og umhverfisþátta og áhrif tilviljana. Um þetta má lesa meira í svari við spurningunni Hafa erfðaþættir áhrif á veirusýkingar?

Í ljós hefur komið að veiran SARS-CoV-2 leggst misjafnlega alvarlega á fólk. Dæmi um þetta kemur fram í enskri rannsókn sem sýndi að karlar eru í meiri hættu en konur, og að dánartíðni hækkar mikið með aldri. Hægt er að lesa meira um þetta í svari við spurningunni Hefur COVID-19 lagst harðar á karla en konur og hvað gæti skýrt það? Þótt erfðaþættir geti skipt máli er ljóst að aldur hefur veigameiri áhrif á dánartíðni vegna COVID-19. Ef við ímyndum okkur tvo karla með nákvæmlega sama erfðamengi, annar tvítugur en hinn sjötugur, þá er sá síðarnefndi í rúmlega tífalt meiri áhættu en sá yngri. Einnig eru vísbendingar um að dánartíðni sé breytileg eftir uppruna fólks, en þau áhrif eru veik og líklegt að þau skýrist að umtalsverðu leyti af fátækt, félagslegum þáttum og mismunandi aðgengi að heilbrigðisþjónustu.

Frá því að faraldurinn hófst hafa erfðafræðingar velt fyrir sér hvort erfðabreytileiki hafi áhrif á líkurnar á smiti eða alvarleika sjúkdómsins. Hér verða tilgreindar niðurstöður úr tveimur nýlegum rannsóknum á erfðum og COVID-19. Þeim ber að taka með varnagla því þegar þetta er skrifað í júní 2020 hafa þær ekki verið ritrýndar og niðurstöðurnar þarf að staðfesta með frekari rannsóknum. Einnig er vert að hafa í huga að rannsóknirnar kanna ólíka þætti sjúkdómsins, tvíburarannsóknin skoðar væg einkenni meðal smitaðra en seinni greinin lýsir kortlagningu erfðaþátta sem tengjast alvarlegum vandkvæðum við öndun.

Tvíburar eru heppilegir til að meta arfgengi eiginleika.

Tvíburar eru heppilegir til að meta arfgengi eiginleika. Borin er saman tíðni einkenna hjá tvíburum sem eru eineggja (með eins erfðasamsetningu) og tvíeggja (deila helmingi gena, eins og venjuleg systkini). Handrit sem birtist í lok apríl 2020 lýsti rannsókn á tíðni mismunandi einkenna COVID-19 meðal rúmlega 2.600 breskra tvíbura sem voru sýktir af veirunni. Könnuð voru mörg sjúkdómseinkenni og í ljós kom að sum þeirra höfðu umtalsvert arfgengi. Sterkustu áhrifin voru á sótthita og tap á lyktarskyni, með arfgengi upp á 0,41 og 0,48. Alvarlegri einkenni og dánartíðni voru ekki metin.[1]

Tvíburarannsóknir geta bent á tilvist gena sem móta breytileika í eiginleikum í hópi fólks. En til að finna hvaða breytileikar í erfðaefninu tengjast vissum einkennum COVID-19-sjúkdómsins eða smitnæmi, þarf að framkvæma kortlagningu. Nýlegt handrit sem fjallað var um í New York Times lýsir slíkri rannsókn á sjúklingum frá Ítalíu og Spáni. Skimað var fyrir tengslum milli arfgerðar og svipgerðar, hjá þeim sem höfðu öndunarbilun (e. respiratory failure) það er að segja sjúklingar sem þurftu súrefnisgjöf eða á öndunarvél að halda. Prófaðir voru um 9 milljónir stakra breytileika í erfðamenginu og spurt hvort einhver þeirra sýndi samband við svipfarið.

Sterkasta sambandið var við tvö svæði í erfðamenginu. Breytileiki innan gensins sem skráir fyrir ABO-blóðflokkunum tengdist öndunarbilun. Meðal þeirra sem þurftu á súrefni að halda var A-gerðin algengari en meðal þeirra sem fengu vægari einkenni sjúkdómsins. Áhættan af A-gerðinni var metin tvöföld miðað við hinar (B og O). Vísbendingar um aukna áhættu meðal einstaklinga í A-blóðflokki fundust einnig í annarri rannsókn. Ekki er vitað hvernig blóðflokkar hafa áhrif á sjúkdóminn.

Breytileiki innan gensins sem skráir fyrir ABO-blóðflokkunum tengdist öndunarbilun hjá sjúklingum með COVID-19.

Hitt svæðið með sterk samband við alvarlegt form COVID-19 var á litningi þrjú. Margir breytileikar á því svæði sýndu marktæk tengsl við sjúkdóminn, en það flækir túlkunina að innan svæðisins finnast nokkur gen. Þau liggja þétt og erfitt er að spá í möguleg áhrif þeirra á sjúkdóminn. Eitt þeirra skráir fyrir himnuprótíni sem talið er tengjast svonefndum ACE2-viðtaka, á meðan annað tilheyrir ónæmiskerfinu. Virkni og svörun ónæmiskerfisins virðist skipta sérstaklega miklu máli fyrir COVID-19 og hafa áhrif á það hversu illvíg sýking og sjúkdómseinkenni verða. Fleiri rannsóknir vantar til að endurmeta og staðfesta þessi tengsl og prófa hvort önnur gen tengjast sjúkdómnum.

Að síðustu fundust engin tengsl við breytileika í ACE2-geninu, sem skráir fyrir himnuprótíni sem veiran notar til að komast inn í frumur. Það bendir til að munurinn á vægari og alvarlegri sýkingu liggur ekki í því hversu auðveldlega veiran kemst inn í frumur. Eins og í öllum rannsóknum skiptir sýnatakan máli. Greiningin sem hér er fjallað um var gerð á sýktum einstaklingum. Til að finna erfðaþætti sem valda þoli gagnavart veirunni, þarf að bera saman þá sem hafa komist í návígi við smitandi einstaklinga og annað hvort smitast eða ekki. Með slíkum samanburði væri hægt að finna út hvort einhverjir séu ónæmir vegna þess að viðtakinn sé ómóttækilegur fyrir veirunni eða vantar alveg, eins og í tilfelli þeirra sem eru arfhreinir um úrfellingu í CCR5-geninu og verndaðir fyrir HIV-1-smiti.

Samantekt

  • Veirusýking úr umhverfinu er forsenda sjúkdómsins.
  • Tvíburarannsókn bendir til arfgengis vægra einkenna COVID-19.
  • Aukin áhætta á alvarlegum einkennum er tengd breytileika í genum A-blóðflokks og á litningi 3.
  • Margt er á huldu varðandi möguleg áhrif gena á sjúkdóminn.

Tilvísun:
  1. ^ Arfgengi er stærð á bilinu 0 til 1. Eiginleikar með lágt arfgengi, við 0 eða 0,1 mótast af litlu leyti af erfðasamsetningu fólks, en einkenni með hátt arfgengi, til dæmis 0,8 má útskýra að mestu með genum.

Heimildir

Myndir:

Spurningu Guðbjargar Huldu er hér svarað að hluta....