News

Brooke Wolford ja Kumar Veerapen COVID-19 HGI tutkimuksen puolesta

Kääntänyt Minttu Marttila

Vastuuvapauslauseke: Tutkimus on parhaillaan käynnissä. Olemme saaneet tutkimuksesta jo tuloksia, mutta tarvitsemme lisää näytteitä saadaksemme varmuuden geneettisestä alttiudesta COVID-19 infektiossa. Mitä enemmän näytteitä saamme tutkimukseen mukaan sitä luotettavammin pystymme havaitsemaan geneettisiä assosiaatioita eri potilasryhmissä. Emme voi kertoa todennäkoisyyttäsi saada vakava COVID-19 taudin muoto geeniesi perusteella. Tutkimuksemme tuloksia ei tule käyttää COVID-19 taudin diagnostiikkaan ja taudin lääkinnästä tulisi aina keskustella laillistetun lääkärin kanssa. Jos tarvitsette apua sivuston sanaston tai sisällön ymmärtämisessä lähettäkää sähkopostia osoitteeseen hgi-faq@icda.bio. Autamme mielellämme. Tulevina viikkoina lisätietoa terminologiasta tulee sivustolle. Lisätietoa genetiikan perusteista löytyy täältä.

COVID-19 pandemia on muuttanut yhteiskuntien elämää ympäri maailmaa. Tieteilijät työskentelevät COVID-19 tutkimuksen parissa globaalisti ymmärtääkseen viruksen biologiaa ja patogeneesia. COVID-19 ihmisgenetiikan tutkimus (the COVID-19 Host Genetics Iniative (HGI)) on tällainen ryhmä. Olemme kansainvälinen geneetikkojen konsortio ja keskittymme tutkimaan ihmisen geneettistä variaatiota, joka vaikuttaa SARS-CoV-2 infektioon ja sitä seuraavaan COVID-19 tautiin. Työskennellen yhdessä tutkimme mitkä kohdat DNA:ssa vaikuttavat siihen sairastuuko henkilö COVID-19 tautiin ja miten vakava sairaus on.

COVID-19 HGI tutkimuksen rakenne

Vertaamme tutkimuksessamme geneettistä variaatiota tautitapauksien (case), henkilö joka on sairaalahoidossa ja jolla on positiivinen SARS-CoV-2 testin tulos, kontrolleihin (controls) jotka kuuluvat tavallisiin kansalaisiin eivätkä ole saaneet positiivista testiä COVID-19 taudille. Tätä vertailua kutsutaan genomin laajuiseksi assosiaatio analyysiksi (Genome Wide Association Study, GWAS) Katso tämä video tai infokaavio selventämään GWAS käsitettä! Heinäkuussa 2020 olemme koonneet yhteen tulokset kahdeksasta tutkimuksesta ja meillä on yhteensä 3199 tautitapausta ja 897488 kontrollia.

COVID-19 HGI tutkimus paljastaa geneettisen assosiaation COVID-19 taudin vakavaan muotoon

Kuva 1 kokoaa yhteen COVID-19 HGI:n viimeisimmät tulokset. Tätä kutsutaan Manhattan kuvioksi (Manhattan plot), katso alaviitteestä tarkempi selostus visualisoinnista. Lyhyesti, Manhattan kuviota käytetään visualisoimaan tiettyn piirteen (trait esim. COVID-19) ja koko genomin geneettisen variaation assosiaatiota. Löysimme yhden tilastollisesti merkittävän alueen kromosomista 3 (huomaa pystysuora pisteviiva kromosomin 3 yllä, x-akselilla eri kromosomit).

Joskus alue sisältää monia geenejä, jotka ovat lähellä toisiaan. Tarvitaan lisätutkimusta että löydetään tilastollisesti merkittävältä alueelta spesifinen geeni, joka on tärkeä COVID-19 taudin vakavassa muodossa. Kromosomissa 3 identifioidulla alueella on 3 geeniä (Kuvassa 2 on listattu kaikki geenit). Ei ole selvää mikä geeneistä kapealla alueella on assosioitunut COVID-19 vakavan tautimuodon kanssa. Meillä on kuitenkin mielenkiintoisia vaihtoehtoja! Alueelta löytyy muutamia kemokiinien sukuisia geenejä, kuten CXCR6 ja CCR1. Kemokiinit säätelevät immuunisolujen liikkeitä ja ovat kriittisiä synnynnäisen vastustukyvyn toiminnalle. Alueelta löytyy myös SLC6A20 geeni. Se tuottaa proteiinia, jonka tiedetään sitoutuvan ACE2 reseptoriin. ACE2 proteiini on kuin portti, jota SARS-CoV-2 virus käyttää päästäkseen sisään soluihin (Kuva 3). Tämä tarkoittaa sitä että SLC6A20 geenin geneettinen variaatio voi vaikuttaa viruksen kykyyn infektoida soluja. Nämä geneettiset assosiaatiot ovat vasta tutkimusten ensimmäinen askel.

Tulosten vertaaminen muihin tutkimuksiin

Olet ehkä kuullut uutisen, että veriryhmät vaikuttavat COVID-19 taudinkuvaan. Veriryhmä A:han kuuluvilla on suurin riski saada tauti ja veriryhmä O on taudilta suojaava. Hiljattain ilmestynyt lehtiartikkeli New England Journal of Medicine (NEJM) julkaisussa kuvasi geneettisen assosiaation vakavalle COVID-19 taudille (esim. Sairaalahoidossa ja hengitysvajaus) 1980:lle italialaiselle ja espanjalaiselle potilaalle (23andme toisti tuloksen).

Tutkimuksessa ABO veriryhmän geeni kromosomissa 9 näyttää assosioituvan COVID-19 taudin kanssa. Kontrolliryhmänä tutkimuksessa käytettiin verenluovuttajia. Verenluovuttajien joukossa on todettu olevan enemmän tyypin O veriryhmään kuuluvia kuin populaatiossa yleensä, joten he eivät ole paras kontrolliryhmä. Tämä näkyy datassamme: Manhattan kuviossa kuvassa 1 emme näe tilastollisesti merkittävää tulosta (pisteviivaa joka nousee punaisen viivan yli) kromosomin 9 kohdalla. Tämä tarkoittaa sitä että COVID-19 HGI analyysi, jossa on mukana NJEM tutkimuksessa käytetty data, ei tue ABO veriryhmä geenien assosiaatiota tässä vaiheessa. Tarvitsemme suuremman näytemäärän selvittääksemme onko tämä alue assosioitunut COVID-19 taudin kanssa vai ei.

Tutkimuksemme rajoitteet

Mikään tutkimus ei ole täydellinen ja haluaisimme korostaa muutamaa tutkimuksemme rajoitetta. Ensinnäkin aiemmin kuvatut tulokset ovat alustavia ja heinäkuun 2020 datasta tehtyjä. Voimme tehdä alustavia huomioita näistä näytteistä, mutta suuremmat näytemäärät tulevissa analyyseissa auttavat meitä saamaan luotettavampia tuloksia.

Vaikka suurempi näytemäärä valitettavasti tarkoittaa, että enemmän ihmisiä on saanut SARS-CoV-2 tartunnan, se myös parantaa mahdollisuuksiamme löytää geneettisiä yhteyksiä sairastuneiden ja taudin välillä.

Toiseksi sairauden vakavuuden käsite voi vaihdella eri tutkimusten välillä. Käyttämiemme kontrollien oletetaan olevan terveitä, mutta tiedämme että moni voi kantaa COVID-19 tautia oireettomana eli joillakin “kontrolleillamme” voi olla SARS-CoV-2 infektio. Nämä rajoitteet voi kuitenkin ylittää lisäämällä tautitapausten ja kontrollien määrää: mitä enemmän näytteitä analysoimme sitä pienempi riski on väärien positiivisten tulosten saamiseen. Kun positiivinen signaali on löydetty, voimme keskittyä pienempiin tutkimuksiin joilla on spesifisempi kohde. Näissä voimme käyttää tautitapaus ja kontrolliryhmiä tulosten validoimiseen. Käyttääksemme geneettisiä löydöksiämme sairausmekanismien löytämiseen tarvitsemme lisätutkimuksia.

Seuraavat askeleemme

Suuremman näytemäärän saavuttamiseksi, otamme mukaan edelleen uusia analyyseja mukana olevilta tutkimusryhmiltä. Seuraava analyysi tehdään syyskuussa ja tulokset julkistetaan lokakuussa 2020.

Toivomme saavamme uutta tietoa seuraavista julkistamistamme tuloksista, jossa tulee olemaan 50% suurempi määrä näytteitä nykyiseen verrattuna. Aiomme myös kerätä monipuolisempaa tietoa COVID-19 potilaiden oireista. Tutustu sivustoon uudestaan lokakuussa 2020 ja lue lisää uusista tuloksista!

Käyttäen alustavia tuloksiamme, salapoliisin työ voi alkaa. Konsortiomme jäsenet ja muut tieteilijät voivat tehdä lisätutkimuksia. On tarkeää ymmärtää biologisia prosesseja, joihin nämä geenit liittyvät ja kuinka nämä vaikuttavat COVID-19 taudissa. Jos haluat lisätietoa seurantatutkimuksista, seuraa tätä linkkiä. Yksi näistä tutkimuksista etsii tietoa siitä, kuinka geneettinen variaatio on assosioitunut vakavasti sairastuneiden potilaiden tautimuotoon. Teemme töitä geneettisten löytöjen ymmärtämiseksi, koska tämä voi auttaa COVID-19 potilaiden kliinisessa hoidossa.

Tutkimuksesta muualla

COVID-19 Host Genetics Initiative tutkimuksesta on julkaistu myös sanomalehdissä.

Washington Post

Vanity Fair

NY Times

Kiitos

Haluamme kiittää teitä Rachel Liao, Caitlin Cooney, CGC, Karen Zusi, Andrea Ganna, Alina Chan, Sophie Limou, Shea Andrews, ja Jamal Nasir palautteesta ja korjauksista.

Alaviite

Manhattan kuvio (nimetty näin koska huiput näyttävät New Yorkin kaupungin horisontilta), on yleinen visualisointi GWAS tuloksista. Horisontaalinen linja tai x-akseli (“kromosomi”) näyttää geneettisen variation kohdan 23 kromosomissa (ihmisillä on 22 paria kromosomeja ja pari sukupuolikromosomeja XX (naisilla) tai XY (miehillä)). Pystysuora linja tai y-akseli kertoo tilastollisen merkittävyyden tai p-arvon, joka on muunnettu negatiiviselle logaritmiselle asteikolle. Jokainen piste jonossa kertoo geneettisen variantin assosiaation tilastollisesta merkittavyydestä (p-arvo) sairauteen tietyssä kromosomin kohdassa (tätä kutsutaan nimella SNP) yhdessä henkilössä. Mitä korkeammalla piste on pystysuoralla akselilla, sitä todennäköisemmin tämä variantti tai SNP on assosioitunut sairauteen (esimerkiksi COVID-19 tautiin). Käyttämämme menetelmä on hyvin tarkka: monet tutkimukset hyväksyvät alle 0.05 p-arvon löydökset merkittäviksi, mutta tutkimuksessamme vaaditaan että p-arvo on vähemmän kuin 0.00000005 (punainen viiva kuvassa), että löydös on merkittävä. Jos pisteet ovat punaisen viivan yläpuolella, geneettinen assosiaatio on “tilastollisesti merkittävä”. Tämän jälkeen voimme suunnitella tieteellisiä kokeita variantin biologisen merkityksen selvittämiseksi.