Subskrybuj nas na Youtube
Niewielka zmiana w jednym genie sprawia, że ryzyko ciężkiej postaci COVID-19 wzrasta dwukrotnie. Wiek, otyłość i płeć odrywają jednak bardziej zasadniczą rolę niż genetyka - mówi Prof. Marcin Moniuszko – prorektor ds. nauki i rozwoju Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku.
Udało się panu razem ze współpracownikami z całej Polski zidentyfikować gen, którego jeden z wariantów zwiększa prawdopodobieństwo ciężkiego przebiegu COVID-19.
Od początku pandemii interesowało nas, dlaczego ta choroba nierówno traktuje różne osoby. W większości przypadków obchodzi się z pacjentami w sposób łagodny, ale, jak wiemy, u niektórych przyjmuje, niestety, dramatyczny obrót.
O ile wykryty przez was wariant genu zwiększa ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19?
Przedstawię to na przykładzie dwóch mężczyzn o podobnej masie ciała i w tym samym wieku – jeśli jeden z nich posiada ów feralny wariant, to jest dwukrotnie bardziej narażony na ciężką postać choroby niż jego kolega pozbawiony tego wariantu. Ale pamiętajmy, że inne znane czynniki takie jak wiek, nadwaga i otyłość mają o wiele większe znaczenie.
Bo to nie genetyka jest najważniejsza w covidowej loterii?
Nasze badania pozwoliły stworzyć swego rodzaju ranking czynników ryzyka dla populacji polskiej. Prowadzą w nim zdecydowanie wiek, nadwaga i otyłość, sporo za nimi jest płeć męska, na czwartym miejscu uplasował się czynnik genetyczny, a dopiero za nim, co może stanowić pewne zaskoczenie – choroby współistniejące, o ile są oczywiście dobrze kontrolowane.
Innymi słowy, prędzej trafię pod respirator z powodu metryki i dodatkowych kilogramów niż genetyki?
Statystycznie rzecz ujmując – tak. W tym celu zespół bioinformatyków pod kierunkiem doc. Mirosława Kwaśniewskiego stworzył specjalną aplikację umożliwiającą ocenę poziomu ryzyka na podstawie danych o wieku, wskaźniku BMI, płci, czynniku genetycznym i chorobach współistniejących. Możemy się np. przekonać, że poziom ryzyka dla 40-latka z otyłością jest identyczny jak dla szczupłego 70-latka. Trzeba jednak koniecznie podkreślić, że przedstawione przez nas poziomy ryzyka odnoszą się przede wszystkim do osób niezaszczepionych lub tych, które nie przeszły jeszcze zakażenia. Oczywistym jest bowiem, że przyjęcie szczepienia, szczególnie w pierwszych miesiącach, diametralnie redukuje poziom ryzyka ciężkiego przebiegu COVID-19.
Feralny gen nazywa się poetycko „LZTFL1”. Za co odpowiada?
Tych dotychczas poznanych funkcji jest kilka, ale chyba najważniejszy z punktu widzenia COVID-19 wydaje się jego wpływ na utrzymanie integralności nabłonka dróg oddechowych. Innymi słowy, gen ten m.in. odpowiada za utrzymanie odpowiedniego poziomu ochrony naszych dróg oddechowych przed inwazją wirusa.
Mówimy o „wariancie” genu. Co to znaczy?
Ten sam gen u różnych osób może wyglądać nieco inaczej. W tym konkretnym przypadku chodzi o to, że w określonym miejscu genu zamiast jednego nukleotydu – tak nazywają się cegiełki, z których zbudowane jest DNA – występuje inny.
Od dwóch lat trwa poszukiwanie związków między naszymi genami a COVID-19.
Tak, ale spodziewając się pewnych, nawet drobnych różnic pomiędzy różnymi częściami świata czy różnymi grupami etnicznymi, ważne jest, by takie poszukiwania były prowadzone z uwzględnieniem czynników geograficznych i etnicznych. W przypadku COVID-19 naukowcy na całym świecie wytypowali co najmniej kilka różnych genów, które mogą mieć związek z przebiegiem choroby – wśród nich, oprócz LZTFL1, m.in. te odpowiedzialne za grupy krwi czy inne zlokalizowane w chromosomach 9, 19 czy 21. Opierając się jednak na wynikach naszego badania, które było przecież prowadzone równolegle z badaniami w innych częściach świata, wydaje się, że w populacji polskiej te inne warianty genetyczne nie mają aż tak dużego znaczenia jak wspomniany wcześniej LZTFL1.
W badaniu wzięło udział 1,4 tys. pacjentów z 13 szpitali na terenie Polski. Na czym konkretnie polegało?
Część kliniczną badania z udziałem specjalistów z Białegostoku, Bytomia, Kielc, Wrocławia, Tychów, Lublina, Warszawy, Łodzi, Poznania, Bydgoszczy koordynował prof. Robert Flisiak. Specjaliści na podstawie oceny stanu klinicznego, saturacji, wyników badań radiologicznych, konieczności użycia respiratora podzielili pacjentów na grupy o różnym stopniu ciężkości choroby. Od pacjentów pobierano krew, która, po odpowiedniej obróbce, była poddawana analizie wszystkich 20 tys. genów.
Jak wiele genów okazało się istotnych dla przebiegu COVID-19?
W takiej analizie trzeba bardzo uważnie oddzielać ziarna od plew i stosować bardzo surowe kryteria statystyczne. Najbardziej istotnym, niekwestionowanym liderem okazał się wspomniany wcześniej LZTFL1. Nieco mniejsze znaczenie może mieć natomiast jeszcze kilka innych genów. Na pewno poświęcimy im jeszcze dalsze badania.
Minister zdrowia i prezes Agencji Badań Medycznych, która sfinansowała badanie, zapewniają, że za kilka miesięcy takowy będzie już na wyposażeniu służby zdrowia.
Faktycznie, jest spore zainteresowanie wdrożeniem naszego odkrycia. Chcemy zaproponować systemowi ochrony zdrowia w Polsce aplikację, która po uwzględnieniu różnych czynników ryzyka, w tym genetycznego, będzie możliwie precyzyjnie określać poziom ryzyka ciężkiego przebiegu COVID-19 u pacjentów.
To przenieśmy się do tej niedalekiej przyszłości. Pacjent dowiaduje się, że posiada „złą” wersję LZTFL1. Co teraz?
Mam nadzieję, że dla tych jeszcze niezdecydowanych będzie to dodatkowym bodźcem mobilizującym do przyjęcia szczepionki. Pamiętajmy, że szczepienie bardzo znacząco zmniejsza ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19.
A jeśli ktoś dowie się o swoim obciążeniu genetycznym już po zachorowaniu?
To z kolei jest informacja dla systemu, żeby takiego pacjenta objąć szczególnym nadzorem – dla przykładu, żeby potraktować go priorytetowo w sytuacji, gdyby do użytku weszły nowe terapie antywirusowe. Opracowanie dokładnych procedur będzie oczywiście zadaniem dla systemu opieki zdrowotnej.
Czy możliwe byłoby wyciszenie tego genu?
Teoretycznie tak, ale taka procedura byłaby niezwykle skomplikowana i kosztowna.
Zastanawiam się, czy państwa odkrycie nie zmienia kompletnie obrazu epidemiologicznego Polski. No bo jeśli u nas feralny gen występuje dwa razy częściej niż wśród mieszkańców innych części Europy, to może po prostu jesteśmy skazani na cięższy przebieg pandemii?
Moglibyśmy tak powiedzieć, gdyby wszystko zależało tylko od genów – ale sytuacja jest o wiele bardziej złożona. Na obraz pandemii w danym regionie ma wpływ wiele czynników ryzyka – poziom wyszczepienia, dostęp do opieki zdrowotnej, struktura wiekowa społeczeństwa, odsetek osób z otyłością, gęstość zaludnienia, klimat, styl życia, częstość kontaktów międzyludzkich i wiele, wiele innych… Nasz profil genomowy z pewnością ma też jakieś znaczenie, ale przy tak wielu innych czynnikach trudno mi jeszcze ocenić, jak wielkie.
Czy jesteśmy w stanie coś jeszcze powiedzieć w kwestii związków między genetyką a COVID-19?
Tak. Lekarze i naukowcy Szpitala MSWiA w Warszawie wykazali wiele interesujących powiązań pomiędzy genomiką i przebiegiem COVID-19 u pacjentów z chorobami serca. My natomiast chcemy się teraz skupić na poszukiwaniu genetycznych czynników wpływających na ryzyko rozwinięcia się tzw. długiego COVID-19. Nie znamy bowiem dokładnej odpowiedzi na pytanie, dlaczego u jednych choroba kończy się po kilku, kilkunastu dniach, a u innych ciągnie się tygodniami czy miesiącami, doprowadzając do znaczących uszkodzeń w obrębie płuc, serca czy ośrodkowego układu nerwowego.
Wyniki mogą polepszyć covidową diagnostykę.
Mam nadzieję. Wiedza o tym, na jaki przebieg choroby ma przygotować się pacjent, może być nieoceniona zarówno dla niego samego, jak i dla lekarza.
Skąd feralny gen w naszej puli? Nowe badania pozwolą to ustalić
Wersję genu, przez który wzrasta ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19, posiada 14 proc. Polaków, ale tylko 8,7 proc. Finów czy 1,2 proc. mieszkańców Afryki. Jeszcze bardziej niż my obciążona genetycznie jest populacja Azji Południowej (27,3 proc.), a podobnie jak my – Żydów aszkenazyjskich (13,6 proc.). Skąd zatem feralny gen dotarł do naszej puli genetycznej?
Najprostsza odpowiedź na to pytanie na obecną chwilę brzmi: nie wiemy. – Polska populacja jest bardzo wymieszana. Jedna z teorii głosi, że wywodzimy się niegdysiejszych mieszkańców Doliny Prypeci – ale jest to bardzo mało prawdopodobne. Inna z kolei mówi, że krąży w nas krew ludów, które podczas najazdów zagarniali ze sobą Mongołowie, a więc mieszkańców ówczesnych terenów nad Wołgą, Dnieprem czy Dniestrem – tłumaczy prof. Piotr Węgleński z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego i były rektor tej uczelni.
Skąd problemy z ustaleniem genetycznej spuścizny Polaków? Powody są dwa. Pierwszy to technologia, a konkretnie możliwość sekwencjonowania, czyli ustalanie rodzaju i kolejności nukleotydów w naszym DNA. Dopiero w ciągu ostatniej dekady sekwencjonowanie stało się na tyle zaawansowane i tanie, że możliwe jest przeprowadzanie go na dużą skalę. Drugi jest bardziej prozaiczny – do zajrzenia w naszą genetyczną przeszłość potrzebujmy próbek DNA ludzi, którzy mieszkali nad Wisłą dawno przed nami. To jest dość trudne, bo liczba takich próbek jest ograniczona liczbą szczątków, z których możemy je pobrać.
Bez próbek rekonstrukcja genetycznej spuścizny Polaków przypomina nieco próby odtworzenia genealogii polszczyzny. Wiemy, że rodzima mowa należy do większej rodziny języków indoeuropejskich i że najprawdopodobniej mają one wspólnego przodka (dla przykładu: zgłoskę „dź” znajdziemy zarówno w polszczyźnie, jak i języku hinduskim). Nie wiemy z całą pewnością, jak wygląda językowe drzewo genealogiczne, ponieważ – jak żartują naukowcy – z dawnych czasów nie zachowały się żadne nagrania. Bez „genetycznych nagrań” z kolei bardzo trudno jest zajrzeć w zapisaną w DNA przeszłość Polaków.
Ich analiza to jest to, czym polscy naukowcy zajmują się teraz. Profesor Węgleński otrzymał nawet na ten cel niedawno duży grant. – Dotychczas z różnych szczątków udało nam się uzyskać całkiem sporo materiału genetycznego, czyli próbek DNA. Obecnie ładowane są do sekwencjonatorów, czyli urządzeń, które odczytają kod genetyczny. Pierwszych wyników spodziewamy się w ciągu najbliższych tygodni – cieszy się naukowiec.
