不列顛哥倫比亞大學心肺創新中心的博士後Ana Hernandez Cordero及其同事利用綜合基因組學與蛋白質組學相結合來確定這些基因。
基因組研究確定瞭可能在生物過程中發揮作用的特定基因,如疾病的發展,而蛋白質組學也對蛋白質進行研究。研究人員可以通過整合工具來調查這兩方面的情況,從而更全面地瞭解疾病過程。
Hernandez博士說:"DNA是一個大的、復雜的分子,因此,僅靠遺傳關聯不能確定負責COVID-19的確切基因。然而,通過將COVID-19的遺傳信息與基因表達和蛋白質組數據集相結合,我們可以弄清楚哪些基因在推動與COVID-19的關系。"
研究人員將遺傳信息與肺部基因表達的檢查結合起來,以確定控制肺部基因表達的遺傳變異,這些變異是COVID-19的原因。研究人員確定瞭特定基因的標記,它們對基因表達和蛋白質水平的影響與COVID-19的易感性相同。為瞭進行分析,他們使用生物信息學來整合。
1)從感染SARS-CoV-2的病人以及非感染者(對照組)獲得的基因組數據集;
2)來自臨床人群(非COVID-19)的肺部和血液組織基因表達數據集;
3)從獻血者(非COVID-19)獲得的蛋白質組數據集。
他們發現,負責免疫系統對COVID-19反應的幾個基因也參與瞭COVID-19的易感性,這得到瞭以前研究結果的支持。
在血液蛋白中尋找候選基因,他們能夠更進一步將基因的影響與COVID-19的易感性聯系起來。血液蛋白質組學還可以幫助確定血液中的標記物,這些標記物可以很容易地被測量,以表明疾病狀態,並有可能監測疾病。
"通過利用基因組信息的力量,我們確定瞭與COVID-19有關的基因,特別是,我們發現ABO基因是COVID-19的一個重要風險因素。特別值得註意的是血型ABO和COVID-19風險之間的關系。我們表明,這種關系不僅僅是一種關聯,而是因果關系。"
除瞭ABO基因,埃爾南德斯博士及其同事發現,攜帶SLC6A20、ERMP1、FCER1G和CA11某些基因變異的人感染COVID-19的風險明顯更高。"這些人在大流行期間應該特別小心。這些基因也可能被證明是疾病的良好標記以及潛在的藥物目標。"
在研究人員的分析中發現的幾個基因已經與呼吸道疾病有關。例如,ERMP1已經與哮喘有關,CA11也可能使糖尿病患者的COVID-19風險升高。
使用綜合基因組學(IG)將COVID-19的遺傳關聯與基因和蛋白表達結合起來。IG的目的是確定將遺傳密碼的影響與復雜疾病聯系起來的機制(例如:基因表達水平)。這些方法雖然復雜,但也很快速,其結果可以幫助研究人員確定體外(實驗室內)和體內(活體)測試的候選基因的優先次序。
埃爾南德斯博士補充說:"自從我們第一次進行這項分析以來,我們的研究已經取得瞭進展。我們現在已經為COVID-19確定瞭更多有趣的候選基因,如IL10RB、IFNAR2和OAS1。這些基因已經與重癥COVID-19有關。它們在對病毒感染的免疫反應中的作用和越來越多的證據表明,應該進一步研究這些候選基因和它們在COVID-19中的作用"。