Представьте себе генетический тест, который может сказать вам о вашем личном риске развития осложнений и смерти от определенного заболевания, такого как рак, инфаркт или даже COVID. Версия такого теста существует - хотя и несовершенная.
Исследования геномных ассоциаций (GWAS) становятся все более распространенным способом оценки риска COVID. Этот подход открывает потенциал для борьбы с болезнью, поскольку позволяет определить локусы в геноме человека, которые повышают или снижают риск развития тяжелого заболевания. Ученые надеются, что в конечном итоге это откроет двери для новых форм терапии. "Полногеномное секвенирование позволяет проверить каждую пару оснований в геноме", - говорит Атанасиос Кусатанас, главный специалист по геномным данным в лондонской компании Genomics England. "А это позволяет с большей точностью найти конкретные гены, которые могут быть вовлечены в процесс".
Однако некоторые эксперты предупреждают, что одного GWAS недостаточно для точной оценки риска COVID. Они говорят, что геномный анализ может быть трудно отделить от социальных факторов риска и может сделать системы здравоохранения уязвимыми для дискриминации. Мануэль Феррейра, исследователь генетической компании Regeneron, является членом группы, использующей GWAS для поиска локусов, связанных с риском COVID, анализируя тысячи геномов из четырех объединенных баз данных. В своем последнем исследовании, опубликованном в марте в журнале Nature Genetics, Феррейра и его соавторы проанализировали цифры и обнаружили, что у людей с редким вариантом гена ACE2 риск развития тяжелой формы COVID почти на 40% ниже, чем в общей популяции. Это "то, что мы называем "сильным эффектом", - говорит Феррейра.
Ген ACE2 кодирует специализированный белок ACE2, расположенный на поверхности клетки. Обычно этот белок помогает регулировать артериальное давление и воспаление, пропуская определенные фрагменты белка в клетку или из нее. Но он также дает вирусу SARS-CoV-2, вызывающему COVID, клеточную точку входа для инфекции. Когда вирус вступает в контакт с белком ACE2, он цепляется за него своим внешним белком шипа, как колючка за чулок. Оттуда вирус проникает в клетку-мишень.
Однако Феррейра обнаружил, что у людей, которые являются носителями определенного варианта гена ACE2, на клеточной поверхности находится на 39% меньше рецепторов для этого белка. Исследователи предполагают, что в результате меньшее количество вирусов SARS-CoV-2 может проникнуть в организм этих людей, что значительно снижает риск развития тяжелой формы COVID. "В каком-то смысле это не удивительно, поскольку мы знаем, что вирусу нужны [эти] рецепторы, чтобы попасть в клетку", - говорит Феррейра.
Кеннет Бейли, клиницист-исследователь из Эдинбургского университета провел исследование, в ходе которого было выявлено 16 новых локусов, связанных с риском развития тяжелой формы COVID. Некоторые из них, по мнению Бейли, являются потенциальными мишенями для новых лекарственных терапий. "Я уверен, что есть еще больше мишеней для терапии, биологию которых мы еще недостаточно хорошо изучили", - говорит он.
Однако другие исследователи предупреждают, что, когда речь идет о прогнозировании тяжелой формы COVID, практически невозможно отделить генетические риски от социальных факторов риска, таких как доступ к медицинскому обслуживанию и условия труда, даже с помощью анализа всего генома. Генетики делают все возможное, чтобы учесть такие различия в своих исследованиях. "Эпидемиологически можно лучше понять, в какой степени генетика [в сравнении с социальными факторами риска] определяет тяжесть заболевания", - говорит Кусатанас, - "с поправкой на некоторые из этих переменных". Сравнивая людей со схожим происхождением, социально-экономическим статусом, полом или историей болезни, ученые могут установить исходный уровень вероятности развития тяжелой формы COVID у пациента. Но даже при наличии таких мер контроля "это несовершенно", - отмечает Кусатанас.
Более ранний генетический анализ, например, связывал высокий риск COVID с наличием группы крови А и низкий риск с группой крови О. Но последующие исследования показали, что связь между группой О и риском COVID была незначительной, а связь с группой крови А отсутствовала. В своем исследовании Феррейра использовал базу данных, содержащую сотни тысяч геномов. Эти данные дали исследователям четкое представление о происхождении испытуемых и их медицинских картах, но практически не дали информации об уровне их доходов, жилищных условиях или родном языке.
Феррейра и его коллеги обнаружили, что у людей с европейскими корнями вероятность носительства варианта ACE2, снижающего риск COVID, составляет примерно один к 200. У людей с африканскими корнями вероятность была примерно один к 100, а у людей южно-азиатского происхождения - один к 25 (хотя последняя выборка была очень маленькой, и результат не был статистически значимым). Но даже такие оценки могут быть сомнительными.
"Мы имеем долгую и сложную историю биологической расы как спорной категории", - говорит Азита Челлаппу, философ медицины из Открытого университета (Англия). "Неудивительно, что генетики занялись этим вопросом в контексте COVID-19", - говорит она, хотя расовые данные часто дают неполное представление о разнообразии внутри популяции. Например, в исследовании Феррейры были изучены геномы почти 45 000 человек с европейскими корнями, но только около 2500 человек африканского происхождения и 760 - южноазиатского. Кроме того, утверждает Челлаппу, сосредоточение внимания на отдельных локусах упускает из виду то, как гены взаимодействуют с окружающей средой и друг с другом в контексте. "Мои гены ничего не делают сами по себе, - говорит она. Но другие исследователи по-прежнему видят огромную ценность в поиске конкретных локусов, связанных с COVID.
GWAS также использовались для выявления локусов, связанных с потерей вкуса и обоняния у пациентов с COVID, а также маркеров, связанных с развитием пневмонии после инфицирования COVID. Будущие исследования GWAS могут пролить свет на тайны затяжных симптомов, известных под общим названием "длинный" COVID.
В конечном итоге Челлаппу, Бейли и другие согласны с тем, что геномный анализ обладает потенциалом для разработки следующего поколения методов лечения COVID. Например, исследование Феррейрой белка ACE2 может дать новый путь для предотвращения инфекции SARS-CoV-2: блокировать рецепторы, а не атаковать сам вирус. Существующие препараты, блокирующие АСЕ2, которые обычно назначаются для контроля артериального давления, до сих пор были неэффективны против COVID. Но Феррейра считает, что блокатор, разработанный специально для борьбы с COVID, может оказаться более эффективным. "Наша генетика указывает на то, что блокирование [ACE2] было бы полезным", - говорит Феррейра. А поскольку вакцины, противовирусные препараты и моноклональные антитела все еще в дефиците во всем мире, новые методы лечения крайне необходимы.
Когда дело доходит до оценки риска тяжелой формы COVID, ключевым моментом является баланс между внутренними и внешними факторами. "Безусловно, есть ценность в понимании генетического вклада", - говорит Феррейра, при условии, что мы помним, "что существует также относительный вклад в тяжесть заболевания от этих социальных факторов риска, которые мы не можем измерить так же точно, как генетическую мутацию".
