Science:发现对流感的免疫途径反应与遗传祖先之间的关系

【字体: 时间:2021年11月28日 来源:Science

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  欧洲血统与早期感染中I型干扰素途径活性的增加有关。

  

芝加哥大学的一项新研究发现,欧洲人和非洲人的遗传祖先在流感感染的免疫途径激活方面存在差异。与流感免疫反应差异相关的许多基因也在与COVID-19疾病严重程度相关的基因中富集。这项研究发表在11月26日的《科学》杂志上。

芝加哥大学研究生、第一作者海利·伦道夫说:“该实验室一直对了解不同人群的个体对传染病的不同反应很感兴趣。”“在这项研究中,我们想看看不同类型的细胞对病毒感染反应的差异。”

利用单细胞RNA测序,研究人员能够检测外周血单个核血细胞的基因表达模式,这是一组不同的特殊免疫细胞,在人体对感染的反应中发挥重要作用。他们从欧洲和非洲血统的男性身上收集了这些细胞,然后将这些细胞暴露在实验室环境下的流感环境中。这使得研究小组能够检查各种免疫细胞类型的基因签名,并确定流感病毒感染如何影响每种细胞类型的基因表达。

结果表明,欧洲血统的个体在早期流感感染期间表现出I型干扰素途径活性的增加。

“干扰素是对抗病毒感染至关重要的蛋白质,”芝加哥大学医学副教授、资深作者Luis Barreiro博士说。“例如,在COVID-19中,I型干扰素应答与疾病严重程度的差异有关。”

更重要的是,这种通路激活的增加与更强的能力来阻止病毒的复制和更强的能力来限制病毒在以后的时间点的复制相关。Barreiro说:“在感染早期诱导强烈的I型干扰素途径反应,可以阻止病毒复制,因此可能对人体控制病毒的能力产生直接影响。”“出乎意料的是,我们抵御病毒的中心途径似乎是非洲和欧洲血统的个体之间最不同的。”

研究人员发现不同细胞类型的基因表达存在各种差异,这表明免疫反应的变化不能孤立于单一类型的免疫细胞,而是连接了一群共同对抗疾病的细胞。

免疫途径激活的这种差异可能导致不同种族群体之间流感结果的差异;非西班牙裔美国黑人比其他种族更有可能因流感而住院。

然而,研究人员很快指出,这些结果并不能证明疾病易感性的遗传差异。相反,不同种族之间的其他环境和生活方式因素可能会影响基因表达,进而影响免疫反应。

Barreiro说:“干扰素的反应和非洲血统的基因组比例之间有很强的关系,这可能会让你认为这是遗传的,但事情并没有那么简单。”“遗传祖先也与环境差异有关。我们捕捉到的很多东西可能是我们社会中其他不平等的结果,比如系统性的种族主义和医疗不平等。虽然我们在论文中展示的一些差异可能与特定的遗传变异有关,表明遗传确实发挥了一些作用,但这样的遗传差异不足以充分解释干扰素反应的差异。”

这些对病毒感染易感性的差异可能不仅限于流感病毒;当研究人员比较与COVID-19疾病严重程度差异相关的一系列基因时,许多相同的基因在非洲和欧洲血统的个体感染流感后的表达存在显著差异。

Barreiro说:“作为这项研究的一部分,我们没有研究COVID-19患者的样本,但这些基因组之间的重叠表明,可能存在一些潜在的生物学差异,受遗传祖先和环境影响,这可能解释我们在COVID-19结果中看到的差异。”

研究人员正在更详细地探索这个问题和其他相关问题。他们说,希望找出是哪些因素导致了干扰素反应的差异,以及更广泛的免疫反应,从而更好地预测单个疾病的风险。

文章标题

Genetic ancestry effects on the response to viral infection are pervasive but cell type specific


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