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新冠后综合征(PCS)仍是全球重大健康负担,为探寻其潜在遗传修饰因素,研究人员对 2247 名参与者开展全基因组关联研究(GWAS)。发现多个 SNP 与 PCS 严重程度有关,这为深入了解 PCS 遗传背景提供依据。
2019 年末,新冠疫情在全球爆发,给人类健康带来了巨大挑战。新冠病毒(SARS-CoV-2)感染不仅会引发急性症状,部分患者在感染 12 周或更久后,若排除其他病因,会被诊断为新冠后综合征(Post-COVID Syndrome,PCS),也就是常说的 “长新冠” 。尽管新冠疫情的直接威胁在 2025 年已大幅减弱,但 PCS 的存在仍给全球公共卫生带来沉重负担。因为新冠康复往往较为缓慢,而且患者出现慢性症状的风险较高。
PCS 的病程受多种因素影响,其中遗传因素可能在其中起着关键作用。然而,此前对 PCS 遗传基础的研究相对较少。为了深入探究 PCS 的遗传奥秘,来自德国多所研究机构(如基尔大学、歌德大学法兰克福分校、维尔茨堡大学等)的研究人员开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员为了探究 PCS 的遗传修饰因素,进行了一项病例对照类型的全基因组关联研究(Genome-Wide Association Study,GWAS) 。他们选取了德国前瞻性、多中心、基于人群的队列研究 COVIDOM 中的 2247 名参与者。这些参与者在 PCR 检测确认感染 SARS-CoV-2 六个月或更久后被招募。研究人员采用了以下关键技术方法:
- 数据收集与表型定义:通过在线问卷调查收集参与者社会人口学数据和感染急性期信息,在研究站点进行多领域检查。基于 12 种临床症状复合体开发 PCS 评分,并根据评分中位数将参与者分为两个 PCS 严重程度组,同时对另外两个 PCS 子评分也采用相同方法。
- 基因检测相关操作:分别对基尔和维尔茨堡 / 柏林的参与者进行 DNA 提取、SNP 基因分型和质量控制,使用 Illumina 的 Global Screening Array-24 Multi Disease(GSA)Version 3.0 进行基因分型。用 IMPUTE2 软件基于 1000 Genomes phase 3 参考数据集进行缺失 SNP 插补。
- 统计分析:运用逻辑回归模型分析 SNP 图谱和二分表型,将年龄、性别等多种因素作为协变量。通过计算基因组膨胀因子(λG)评估遗传分层情况,设定 p 值阈值筛选有意义的关联信号。同时构建多基因评分评估 PCS 的多基因背景。
研究结果如下:
- 数据质量控制与队列特征:经过质量控制和筛选,基尔和维尔茨堡 / 柏林的参与者分别有 5954344 个和 5792334 个 SNP 基因型数据可供分析。参与研究的 2247 名 COVIDOM 参与者平均年龄 45.8 岁,女性占比 56.0%,平均 BMI 为 26.8kg/m2 ,51.15% 为吸烟者,6.2% 因急性重症 COVID-19 住院。
- GWAS 分析结果
- 原始 PCS 评分:在原始 PCS 评分的 GWAS 分析中,当将 p 值阈值设为 10-5时,9 个位点显示出与二分原始 PCS 评分的潜在关联。其中,SNP rs10893121(p=2.5×10-6)与原始 PCS 评分关联最显著,位于嗅觉受体基因区域,其次要等位基因使患更严重 PCS 的风险增加约 50%(OR=1.49)。
- 急性 COVID-19 严重程度特异性 PCS 评分(PCS-S):对于 PCS-S 评分,SNP rs9792535(p=6.6×10-8)与二分后的评分关联最显著,其次要等位基因使患更严重急性疾病特异性 PCS 亚型的风险增加 3.5 倍。该 SNP 所在区域包含 NEK6、PSMB7 和 ADGRD2 等基因。
- 个体恢复力特异性 PCS 评分(PCS-R):在 PCS-R 评分的分析中,8 个位点的 SNP 与二分表型的关联达到 p<10-5 。这些位点周围区域的基因包括 SLC7A2、PDGFRL 等,它们可能在巨噬细胞激活等过程中发挥作用。
- 组合分析结果:在对先前研究确定的 118 个 SNP 基因型组合(“疾病特征”)的组合分析中,只有疾病特征 12 与原始 PCS 评分在 Bonferroni 校正后仍显著相关(p<0.01)。当将个体恢复力和急性 COVID-19 严重程度作为结果测量时,只有疾病特征 110 与个体恢复力在 Bonferroni 校正后仍显著相关(p<0.01)。
研究结论和讨论部分指出,虽然研究中观察到的基因型 - 表型关联一般不太强,没有达到全基因组显著性水平(5×10-8),但研究揭示了人类基因组中多个位点的遗传变异与 PCS 严重程度潜在相关。例如,嗅觉受体基因区域的变异可能是长期嗅觉障碍的遗传原因,还有些变异指向了细胞病毒抑制(CHD6)、巨噬细胞激活(SLC7A2)和病毒颗粒释放(ARHGAP44)等与 PCS 的关联。这一研究结果为进一步了解 PCS 的遗传背景提供了重要线索,也为未来相关研究指明了方向。尽管该研究存在样本量有限等局限性,但仍然具有重要的科学价值,为后续深入研究 PCS 的发病机制和精准治疗奠定了基础。