Onderzoek met een tweeling toont aan dat COVID-19-symptomen een genetische bijdrage hebben

Een nieuwe studie gepubliceerd op de preprint-server medRxiv van King's College, Londen, suggereert dat de genetische samenstelling van een persoon kan bijdragen aan de mate waarin een persoon waarschijnlijk wordt getroffen door COVID-19, of dat ze waarschijnlijk besmet zijn.

Machine learning gebruiken om COVID-19 te voorspellen

De volksgezondheidsstudie analyseerde gegevens die zijn verzameld via de COVID-19 Symptom Tracker-app die vorige maand werd gelanceerd, waarmee leden van het publiek het verloop van hun ziekte kunnen vastleggen. Meer dan 2,7 miljoen gebruikers hebben de app gedownload, het verstrekken van een uitgebreide database. Velen van hen zijn getest op de ziekte.

Nieuw Coronavirus SARS-CoV-2 Dit scanning-elektronenmicroscoopbeeld toont SARS-CoV-2 (geel) - ook bekend als 2019-nCoV, het virus dat COVID-19 veroorzaakt – geïsoleerd van een patiënt in de VS, uit het oppervlak van cellen (roze) gekweekt in het laboratorium. Afbeelding vastgelegd en ingekleurd bij NIAID's Rocky Mountain Laboratories (RML) in Hamilton, Montana. Krediet:NIAID

Het team gebruikte machine learning-algoritmen om de combinatie van symptomen te identificeren die de kans op besmetting van de persoon zou aantonen.

Tweelingstudie om erfelijkheid van symptomen weer te geven

In een parallelle studie het team concentreerde zich op meer dan 2, 600 tweelingen in het VK tussen 25 maart en 3 april, 2020, hen te vragen de symptomen die ze hebben ervaren te melden, indien van toepassing. De tweelingonderwerpen maken al deel uit van een ander onderzoeksproject, het TwinsUK volwassen tweelingregister.

De onderzoekers analyseerden hun zelfgerapporteerde symptomen om te ontdekken of ze iets gemeen hadden, dus correleren COVID-19-symptomen met genetische make-up. Dit omvatte de status 'Voorspelde COVID-19' - een algoritme om echte COVID-19-infectie te voorspellen - die werd bepaald door een 'lineaire combinatie van zelfgerapporteerde leeftijd, geslacht en symptomen van anosmie, ernstige of significante aanhoudende hoest, vermoeidheid en overgeslagen maaltijden."

Eeneiige tweelingen hebben bijna identieke genetische samenstelling - ze delen bijna 100% van hun genen, terwijl niet-identieke tweelingen ongeveer de helft van hun genen delen. Professor Tim Spector, een lid van het onderzoeksteam van King's College, verduidelijkt dat ze de overeenkomst in symptomen tussen tweelingen willen detecteren, om de genetische bijdrage aan de klinische kenmerken van de ziekte te ontrafelen.

Ze corrigeerden ook voor gemeenschappelijke omgevingsfactoren als gevolg van het leven in hetzelfde huishouden, in relevante gevallen. Dit helpt te begrijpen of het genoom van een persoon verantwoordelijk is voor hoe ze op de infectie reageren. Als genetica een rol heeft gespeeld, onderzoekers zouden verwachten dat identieke tweelingen bijna identieke symptomen hebben en minder symptoomovereenkomst tussen niet-identieke tweelingen. En dat is eigenlijk wat er gebeurde.

Wat bleek uit het onderzoek?

De voorlopige bevindingen van het team concludeerden dat genetica ongeveer 50% van de COVID-19-symptomen heeft bepaald. Enkele symptomen die werden toegeschreven aan een specifieke genetische invloed waren koorts, diarree, delirium, en verlies van smaak en geur.

Ongeveer 41% van de kans om koorts te krijgen als gevolg van de ziekte was te wijten aan de genetische aanleg, 47% van anosmie, 49% van delirium, en 50% van de symptoomconstellatie 'Voorspelde COVID-19'. Andere symptomen met een erfelijkheidscomponent zijn vermoeidheid (32%), kortademigheid (43%), en diarree (34%).

Prevalentie van symptomen “Voorspelde covid-19”-status gemeld door 2633 tweelingen. MZ staat voor monozygoot; DZ dizygote tweeling.

Wanneer berekend voor tweelingen die niet samenwonen, de schattingen waren vergelijkbaar, met een significante toename voor diarree tot 41% en een afname van delirium tot 37%.

Echter, een kuch, Schorre stem, verlies van eetlust (overgeslagen maaltijden), pijn op de borst, en buikpijn kon niet expliciet worden gekoppeld aan de genen van een persoon.

Het belang van genetische aanleg

Spector zegt dat dit aantoont dat de ziekte niet willekeurig mensen treft. In plaats van dat de ernst en waarschijnlijkheid van infectie worden gekoppeld aan de locatie of contacten van een persoon, de genetische en constitutionele samenstelling van het individu lijkt een belangrijke factor te zijn. Dit wordt waarschijnlijk gemedieerd door de variabiliteit in de immuunrespons, die ook zou kunnen, via T-celactivering en afgifte van ontstekingsmediatoren, worden gekoppeld aan het optreden van een cytokinestorm 1-2 weken na het begin van de symptomen.

Het onderzoek heeft belangrijke implicaties, vragen doen rijzen over welke genen de infectie en de ernst van de symptomen precies beheersen. Spector zegt, "Ik denk dat je kunt zeggen dat je kans om het helemaal of ernstig te krijgen, staat onder enige genetische controle."

Waarom zijn de resultaten belangrijk?

De resultaten kunnen wetenschappers in landen over de hele wereld helpen om nauwkeurig te onderzoeken welke genen voorspellen hoe sommige individuen de ziekte helemaal niet krijgen of slechts milde symptomen ontwikkelen. Door vast te stellen of de genetische samenstelling van een persoon hen in gevaar brengt of hen beschermt, kan de volksgezondheidsautoriteiten helpen om potentieel kwetsbare personen te beschermen tegen infectie, evenals hulp bij de ontwikkeling van medicamenteuze therapieën.

"Begrijpen hoe symptomen van COVID-19 door de bevolking gaan, kan wijzen op de pathogene mechanismen van SARS-CoV-2-infectie, evenals het bieden van nut bij de toewijzing van schaarse middelen voor de gezondheidszorg, bijzonder intensive care bedden, ", verklaarde het team in de krant, die nog niet door vakgenoten is beoordeeld.

Spector merkte op dat het immuunsysteem en het darmmicrobioom ook nauw verbonden zijn met genetische samenstelling, wat zou kunnen helpen verklaren waarom genetica het verloop van de ziekte lijkt te beheersen. Hij voegde eraan toe dat de bevinding "iedereen geruststelt" dat het "de moeite waard is om deze hele driehoek van genen, immuunsysteem, en darmmicroben."

Belangrijke mededeling

medRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet door vakgenoten zijn beoordeeld en, daarom, niet als definitief worden beschouwd, begeleiden klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of behandeld als gevestigde informatie.

• Baanbrekende studie toont aan dat een vloeibare biopsietest veilig 26 niet-gediagnosticeerde kankers kan detecteren
• Nieuwe nasofaryngeale uitstrijkjes gaan naar proeven bij mensen voor COVID-19