目前全球已经有许多人感染了COVID-19。幸运的是，他们中的大多数人只出现了轻微的症状。然而，对于一些人来说，这种疾病的原因要严重得多，而人们对其根本原因的理解仍然不够。人类基因组可能掌握着一个关键，即为什么COVID-19对一些人来说比其他人更严重。 来自柏林健康研究所（BIH）的一个研究小组与来自英国和加拿大的研究人员一起，发现了导致严重的COVID-19风险较高的基因和蛋白质。他们的发现最近发表在《自然通讯》上。 世界各地的医生和科学家仍然困惑，为什么有些人在感染SARS-CoV-2（导致COVID-19疾病的病毒）后会出现严重的疾病，而其他人只出现轻微的症状。BIH数字健康中心的一个科学家团队已经确定了一些基因--除了已知的风险因素如年龄和性别--使人们容易经历更严重的感染。 该研究的主要作者Maik Pietzner解释说：“人们较早地观察到，对感染的敏感性取决于一个人的血型，例如，血型是遗传的。所以很明显，这种疾病的过程至少有一部分是由遗传学决定的。” “BIH的科学家们获得了研究人员从全世界COVID-19患者身上收集的遗传数据，其中也包括疾病的严重程度。当时，有大约17个基因组区域被观察到与严重的COVID-19的较高风险有关，”Pietzner解释说，“但许多人的致病基因和潜在机制仍然未知。” 此前，BIH的计算医学小组已经开发了一种 “蛋白质基因组学”方法，通过蛋白质产物将DNA的蛋白质编码区域与疾病联系起来。在这项新研究中，他们将这种方法应用于COVID-19，并发现了八种特别有趣的蛋白质。计算医学组的负责人Claudia Langenberg解释说：“其中一个是负责个人血型的蛋白质。” “我们知道这个基因与感染的风险有关，所以它就像一个概念的证明。与此同时，蛋白质ELF5似乎可能更有意义。我们发现，携带编码ELF5的基因变体的COVID-19患者更有可能住院和通气，在某些情况下甚至死亡--因此我们进行了仔细的研究。” 该团队求助于Christian Conrad领导的智能成像小组的同事，因为他们在单细胞分析方面有专长。该小组的博士生Lorenz Chua立即热衷于弄清哪些细胞显示了ELF5蛋白的特别丰度。“我们发现ELF5存在于皮肤和粘膜的所有表面细胞中，但在肺部的产生量特别大。由于这是病毒造成其大部分损害的地方，这似乎非常合理。” 但Conrad打消了研究人员可能已经为药物开发确定新目标分子的希望：“ELF5是所谓的转录因子，它控制着其他基因在整个身体内开启和关闭的频率或次数。不幸的是，很难想象以任何方式干扰这种蛋白质，因为这无疑会引起许多不受欢迎的副作用。” 然而，在八种蛋白质中，科学家们发现了另一个令人感兴趣的候选者：蛋白质G-CSF，它作为血细胞的生长因子。他们发现，在基因上制造更多G-CSF的COVID-19患者的病程较轻。合成的G-CSF早就可以作为一种药物使用，因此它有可能被用作COVID-19的治疗方法。 将这种基因发现转化为临床应用并不是一个简单或快速的过程。这项工作--只有通过BIH和Charité的许多科学家和临床医生的支持，以及来自世界各地研究的开放性结果才能实现--强调了开放性科学和国际团队的努力是如何一步步发现我们基因构成中最微小的变化如何改变疾病的进程，在这个例子中就是COVID-19。 “我们从10万名参与者的全球数据开始，最终研究了单个细胞中的单分子。我们相信，允许我们迅速从大局出发，研究大型人群到深入的分子跟踪的合作，可以帮助我们更好地了解这种病毒的临床后果，并为未来的大流行病提供重要的经验教训，”Pietzner总结道。
