Exome-wide association study for replication of rare variants affecting the severity of COVID-19 in the Russian population

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

BACKGROUND: Human genotype is a factor that determines the severity of COVID-19. Previously, a large-scale whole-genome association study of the COVID-19 Host Genetics Initiative (2021) investigated the association of genetic variants at multiple loci with COVID-19 severity. The genetic variants that have the greatest effect on COVID-19 severity are expected to have a low frequency in the population. Therefore, the study of rare variants may provide additional insights into the disease pathogenesis and thus help in the development of prevention and treatment options.

AIM: To search for genes enriched for rare genetic variants associated with COVID-19 severity in the Russian population by replication analysis.

METHODS: The clinical exome of a Russian cohort of patients was sequenced based on the St. Petersburg State Budgetary Institution “City Hospital No. 40” and St Petersburg University. The study used biomaterial from patients hospitalized at City Hospital No. 40 diagnosed with COVID-19 and healthy individuals (population control group). The severity of the course of COVID-19 was determined according to the results of lung computed tomography. The list of genes for subsequent replication was generated by a literature review. Burden test methods were used for the replication analysis of genes associated with COVID-19 severity.

RESULTS: In total, 701 clinical exomes were sequenced from 263 individuals with severe COVID-19 and 438 healthy individuals. In the literature review, 18 genes associated with severe COVID-19 were included in the replication analysis. The replication analysis did not identify any genes whose association with severe COVID-19 was confirmed in the study cohort.

CONCLUSION: The replication analysis did not identify any genes that showed a significant association between the functional variant enrichment and COVID-19 severity. However, the direction of the correlation was consistent with the findings of previous studies. Expanding the study cohort would increase the power of the tests and allow us to detect additional rare variants that influence the severity of COVID-19 progression.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

COVID-19 представляет собой инфекционное заболевание, вызванное коронавирусом тяжёлого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2). У большинства инфицированных наблюдаются лёгкое или умеренное течение заболевания. Однако у некоторых пациентов COVID-19 протекает в тяжёлой форме, требующей оказания квалифицированной медицинской помощи в условиях стационара.

Исследования показали, что на тяжесть течения COVID-19 и вероятность летального исхода помимо штамма вируса в значительной мере влияют такие факторы, как возраст, социально-экономический статус и наличие сопутствующих заболеваний [1, 2]. Однако наблюдаемая вариабельность протекания COVID-19 не может быть объяснена только этими факторами. Восприимчивость к вирусу, определяемая как вероятность развития COVID-19 после заражения SARS-CoV-2, также широко вариабельна [3, 4]. Тяжесть фенотипических проявлений изменяется от бессимптомного течения до острого респираторного дистресс-синдрома и летальных исходов [3]. Уже в начале пандемии было отмечено, что тяжёлая форма заболевания может развиваться у пациентов младше шестидесяти лет без коморбидных состояний. Подобные случаи иногда носят семейный характер [5], что позволяет предположить роль генотипа человека как фактора риска.

Крупномасштабные исследования генетических ассоциаций, охватывающие как редкие, так и распространённые генетические варианты, используют различные схемы для выявления геномных регионов, ассоциированных с COVID-19. Предыдущие работы по изучению генетики носителей COVID-19 с помощью полногеномного поиска ассоциаций (genome-wide association studies, GWAS) выявили ряд генетических вариантов, статистически значимо ассоциированных либо с восприимчивостью к COVID-19, либо с тяжестью его течения [6–10].

Важно упомянуть, что надёжность и статистическая мощность GWAS снижаются по мере уменьшения частоты встречаемости полиморфизмов [11]. Определение редких генетических вариаций может быть улучшено с помощью технологии секвенирования [12]. Предполагается, что редкие варианты могут иметь более значительные эффекты и поэтому способны дать уникальное представление о генетической предрасположенности к различным осложнениям COVID-19. Из-за генетической неоднородности населения земного шара важным этапом изучения генетических факторов, связанных с протеканием заболевания COVID-19, является репликация ранее найденных ассоциаций в широком спектре различных популяций.

Цель исследования — поиск генов, обогащённых редкими генетическими вариантами, связанными с тяжестью течения COVID-19, на данных российской популяции при помощи репликационного анализа.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Секвенирование

Выделение ДНК из цельной крови выполнено методом фенольной экстракции. Концентрацию ДНК измеряли с помощью набора реагентов QuantiFluor dsDNA System (Promega, США) на приборе Quantus (Promega). Подготовка библиотек проведена с использованием набора зондов клинического экзома KAPA HyperChoice Max 12Mb и набора для приготовления библиотек KAPA HyperPrep Kit (Roche, Швейцария). Секвенирование методом парно-концевых прочтений (PE 150) выполнено на секвенаторе нового поколения HiSeq 4000 (Illumina, США) со средним покрытием целевых регионов 73х.

Идентификация вариантов и аннотация

После секвенирования полученные прочтения были выровнены по референсному геному hg38 с помощью программы BWA-MEM2. Для коррекции базового качества, выравнивания инсерций и делеций, удаления дубликатов, идентификации и генотипирования однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism, SNP), инсерций и делеций во всех образцах в соответствии с рекомендациями GATK Best Practices был использован инструмент Genome Analysis Toolkit (GATK v. 4.2.4.1). Обработку файлов (*.vcf) проводили с помощью программ Tabix и BCFtools. После идентификации вариантов выполнена их аннотация на предмет функционального влияния с помощью Variant Effect Predictor.

Отбор генов

Опубликованные результаты оригинальных исследований были найдены в базах данных PubMed и Google Scholar по поисковым запросам, включающим различные комбинации таких ключевых слов, как “genetics”, “genomics” и “SARS-CoV-2”, “COVID-19”. Кроме того, проанализированы отдельные обзорные статьи [13, 14]. Перечень исследуемых генов был ограничен в связи с отсутствием некоторых из них в используемой экзомной панели.

Исследуемая популяция и фенотипы исходов COVID-19

Исследование проведено на базе Санкт-Петербургского государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Городская больница № 40 Курортного района» и Санкт-Петербургского государственного университета. Участниками являются пациенты, госпитализированные с тяжёлой формой COVID-19, и здоровые люди, входящие в группу популяционного контроля. Использовали биоматериал из коллекции биобанка СПб ГБУЗ «Городская больница № 40».

Этическая экспертиза

Все пациенты подписали информированное добровольное согласие. Исследование одобрено экспертным советом по этике СПб ГБУЗ «Городская больница № 40».

Нагрузочный генный тест

Нагрузочное тестирование проводили путём объединения генетических вариантов в два различных набора, называемых масками. Первая маска (M1) включала варианты, приводящие к потере функции, и обозначенные как HIGH IMPACT в базе данных Ensembl [15], вторая маска (M2) — все варианты из первой маски, а также варианты MODERATE IMPACT. После того как варианты были объединены по генам, на которых они расположены, для каждого участника и для каждой маски генам присваивали балл 0 — при отсутствии вариантов в этой маске; балл 1 — если у участника был один или несколько гетерозиготных вариантов в этой маске; и балл 2 — если у участника был один или несколько гомозиготных вариантов в этой маске. Векторы этих баллов применяли в качестве предикторов в моделях логистической регрессии, где тяжесть течения COVID-19 — зависимая величина. В модели логистической регрессии также были использованы 10 главных генетических компонент, полученных из распространённых генетических вариантов с частотой встречаемости минорного аллеля (minor allele frequency, MAF) >1%. Статистическая обработка выполнена с помощью Python 3 [16] с использованием библиотеки firthlogist, корректировка редких или несбалансированных событий проведена методом пенализации правдоподобия Фирта, что позволило получить несмещённые оценки эффекта. Анализ проводили для вариантов с MAF менее 1%, определённой на основе gnomAD [17]. Варианты, для которых доля пропущенных значений превышала 10%, были удалены из анализа. Уровень значимости корректировали с помощью поправки Бонферрони на множественную проверку гипотез.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследуемая популяция

Всего в исследование включен биоматериал 701 испытуемого, среди которых 318 женщин (45%), средний возраст которых составил 62 года (±14 лет); 383 мужчины (55%), средний возраст которых составил 58 лет (±14 лет). Группа участников исследования категоризирована по полу, тяжести течения заболевания и исходу (табл. 1). Использованы следующие клинические и клинико-рентгенологические критерии:

 

Таблица 1. Характеристика когорты пациентов, n

Table 1. Patient cohort characteristics (n)

Тяжесть течения

заболевания и его исход

Мужчины

Женщины

Всего

Тяжесть течения:

не болел

лёгкая

средняя

тяжёлая

крайне тяжёлая

32

24

171

154

2

29

19

163

104

3

61

43

334

258

5

Исход заболевания:

не болел

выздоровление

смертельный

32

287

64

29

246

43

61

533

107

 

  • лёгкое течение COVID-19: температура тела ниже 38 °С, слабость, боль в горле, кашель, отсутствие показателей, свойственных для умеренного и тяжёлого течения;
  • умеренное течение COVID-19: наличие лихорадки, температура тела выше 38 °С, частота дыхания более 22 в минуту, одышка, пневмония, периферическая капиллярная оксигенация (SpO2) <95%;
  • тяжёлое течение COVID-19: частота дыхания более 30 в минуту; SpO2 ≤93%; индекс оксигенации (PaO2/FiO2) ≤300 мм рт.ст.; прогрессирование изменений в лёгких, характерных для COVID-19, пневмонии; а также появление признаков других патологических состояний; изменение уровня сознания; нестабильная гемодинамика;
  • крайне тяжёлое течение COVID-19: признаки острого респираторного дистресс-синдрома, наличие септического шока и множественная органная недостаточность.

Отобранные гены

Основное внимание было сосредоточено на ранее выявленных ассоциациях из наиболее надёжных и интерпретируемых исследований. В результате обзора литературы определён список генов, потенциально подходящих для последующей репликации (табл. 2 [6–10, 18–25]).

 

Таблица 2. Список генов, отобранных для репликационного анализа

Table 2. List of genes selected for replication analysis

Название гена

Хромосома

Литература

TLR3

4

Zhang Q., et al., Science, 2020 [18]

UNC93B1

11

Zhang Q., et al., Science, 2020 [18]

TICAM1

19

Zhang Q., et al., Science, 2020 [18]

TBK1

12

Zhang Q., et al., Science, 2020 [18]

AIRE

21

Zhang Q., et al., Nature, 2022 [19]

Bastard P., et al., J Exp Med, 2021 [20]

RAG1

11

Zhang Q., et al., Nature, 2022 [19]

Bastard P., et al., J Exp Med, 2021 [20]

RAG2

11

Zhang Q., et al., Nature, 2022 [19]

Bastard P., et al., J Exp Med, 2021 [20]

HLA-DQB1

6

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Kousathanas et al., Nature, 2022 [10]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

HLA-DQB2

6

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Kousathanas A., et al., Nature, 2022 [10]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

MUC1

1

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Kousathanas A., et al., Nature, 2022 [10]

SLC6A20

3

Kousathanas A., et al., Nature, 2022 [10]

Shelton J.F., et al., Nat Genet, 2021 [21]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Carracedo Á., et al., medRxiv, 2021 [22]

LZTFL1

3

Shelton J.F., et al., Nat Genet, 2021 [21]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Roberts G.H.L., et al., medRxiv, 2020 [23]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

The Severe Covid-19 GWAS Group, N Engl J Med., 2020 [8]

Carracedo Á., et al., medRxiv, 2021 [22]

ABO

9

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Shelton J.F., et al., Nat Genet, 2021 [21]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Roberts G.H.L., et al., medRxiv, 2020 [23]

The Severe Covid-19 GWAS Group, N Engl J Med, 2020 [8]

Horowitz J.E., et al., Nat Genet, 2022 [24]

SFTPD

10

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

The Severe Covid-19 GWAS Group, N Engl J Med, 2020 [8]

MUC5B

11

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

OAS1

12

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

Huffman J.E., et al., Nat Genet, 2022 [25]

TYK2

19

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Kousathanas A., et al., Nature, 2022 [10]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

IFNAR2

21

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2022 [6]

Kousathanas A., et al., Nature, 2022 [10]

COVID-19 Host Genetics Initiative, Nature, 2021 [7]

Pairo-Castineira E., et al., Nature, 2021 [9]

Horowitz J.E., et al., Nat Genet, 2022 [24]

Carracedo Á., et al., medRxiv, 2021 [22]

Zhang Q., et al., Science, 2020 [18]

 

Результаты анализа нагрузочных тестов

Для учёта ожидаемо малого количества редких детерминантных вариантов с бόльшим эффектом использовали нагрузочное тестирование, позволяющее увеличить статистическую мощность для проверки ассоциаций между редкими вариантами и различными проявлениями заболевания [26]. При таком тестировании каждый вариант объединяется в более крупные наборы вариантов и далее проверяется связь между группами вариантов и фенотипом (зависимой величиной). При использовании порога значимости p-value 0,05/(6+18)=0,002 не обнаружено генов, ассоциированных с тяжестью течения COVID-19 в исследуемой когорте (табл. 3). При этом из результатов выделяется ген TLR3, уровень значимости для которого (p=0,09 по первой маске) был заметно ниже по сравнению с остальными генами. Данный ген демонстрирует обогащение вредными вариантами в группе случаев (отношение шансов (ОШ) — 13,6). Среди исследуемых генов дополнительно можно выделить еще два во второй маске: MUC5B и OAS1, коэффициент которых имел уровень значимости, наиболее близкий к пороговому, среди всех генов во второй маске (c p=0,14 и p=0,16 соответственно).

 

Таблица 3. Результаты нагрузочного тестирования

Table 3. Burden testing results

Ген

Маска

Коэффициент

Стандартная ошибка

p

ОШ

95% ДИ для ОШ

TLR3

M1

2,61

2,35

0,09

13,6

0,7–2072,6

TBK1

M1

–0,24

0,41

0,55

0,8

0,3–1,7

AIRE

M1

0,56

1,43

0,63

1,8

0,1–22

MUC1

M1

–1,29

2,34

0,41

0,3

0–5,6

SLC6A20

M1

–0,26

1,20

0,80

0,8

0,1–5,9

TYK2

M1

0,63

1,25

0,57

1,9

0,2–16,1

TLR3

M2

0,53

0,70

0,43

1,7

0,4–6,3

UNC93B1

M2

0,50

1,42

0,67

1,6

0,1–20,6

TICAM1

M2

0,47

0,65

0,45

1,6

0,5–5,6

TBK1

M2

–0,25

0,31

0,40

0,8

0,4–1,4

AIRE

M2

–0,31

0,39

0,41

0,7

0,3–1,5

RAG1

M2

0,12

0,33

0,72

1,1

0,6–2,1

RAG2

M2

–0,25

0,42

0,54

0,8

0,3–1,7

HLA-DQB1

M2

–0,04

0,13

0,76

1,0

0,7–1,2

HLA-DQB2

M2

–0,12

0,18

0,49

0,9

0,6–1,2

MUC1

M2

–0,07

0,33

0,83

0,9

0,5–1,7

SLC6A20

M2

–0,23

0,38

0,54

0,8

0,4–1,6

LZTFL1

M2

–0,09

1,11

0,93

0,9

0,1–5,8

ABO

M2

–0,13

0,14

0,34

0,9

0,7–1,2

SFTPD

M2

0,43

0,83

0,58

1,5

0,3–7,3

MUC5B

M2

–0,28

0,19

0,14

0,8

0,5–1,1

OAS1

M2

0,17

0,13

0,16

1,2

0,9–1,5

TYK2

M2

–0,09

0,31

0,77

0,9

0,5–1,7

IFNAR2

M2

0,46

0,59

0,41

1,6

0,5–5,0

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные результаты демонстрируют отсутствие значимой связи между тяжестью течения COVID-19 и обогащением редкими генетическими вариантами в отобранных генах, что согласуется с некоторыми результатами из исследования G. Butler-Laporte с соавт. [27]. В упомянутом исследовании проведён аналогичный анализ, где на выборке из 5085 случаев тяжёлого заболевания и 571 737 контролей тестировали в общей сложности 18 883 белок-кодирующих гена. С использованием порога значимости с поправкой на множественное тестирование обнаружено только 3 гена, ассоциированных хотя бы с одним из фенотипических проявлений COVID-19.

Несмотря на то, что нами не найдено значимых ассоциаций, из результатов выделяется ген TLR3, который показал наиболее высокий уровень значимости по сравнению с остальными. При этом обогащение патогенными вариантами наблюдалось именно в группе случаев. Продукт этого гена участвует как во врождённом, так и в адаптивном иммунном ответе за счёт выработки интерферонов I и III типов. Пациенты с мутациями TLR3 и дефицитом его продукта высоко восприимчивы к детскому герпесвирусному энцефалиту, а также имеют повышенный риск развития острого респираторного дистресс-синдрома при гриппе А [28, 29].

Для остальных генов исследования взаимосвязи между обогащением мутациями и тяжестью течения COVID-19 продемонстрировали различные направления корреляции. Например, для гена MUC1 обогащение патогенными вариантами по первой маске было смещено в сторону контролей (ОШ=0,3; 95% ДИ: 0–5,6). Муцины выполняют защитную функцию, предотвращая связывание SARS-CoV-2 с клеточной поверхностью. Однако появляются доказательства, что сверхэкспрессия различных муцинов коррелирует с тяжёлым течением COVID-19. Вариант гена rs41264915 MUC1, который приводит к повышенной экспрессии, был одним из немногих значимых SNP, связанных с тяжёлым течением COVID-19, в крупномасштабном GWAS [10]. Это согласуется также с данными другого исследования, которое показало, что увеличение экспрессии мРНК MUC1 связано с критической тяжестью заболевания [30].

Аналогичные закономерности выявлены для генов LZTFL1 (ОШ=0,9; 95% ДИ: 0,1–5,8) и SLC6A20 (ОШ=0,8; 95% ДИ: 0,1–5,9), что согласуется с последними исследованиями, которые предлагают ген LZTFL1 в качестве кандидата на ассоциацию с тяжёлым течением COVID-19 [31]. Авторы показали, что генетический вариант rs17713054 из ранних GWAS при дыхательной недостаточности, обусловленной COVID-19, является вариантом энхансерного мотива [8, 9], который приводит к увеличению экспрессии LZTFL1 и SLC6A20 [31]. При этом стоит отметить, что из двух генов только LZTFL1 экспрессируется в эпителиальных клетках лёгких. В контексте изучения патогенеза COVID-19 эпителий лёгких представляет интерес для понимания механизмов заражения SARS-CoV-2. При инфицировании его клетки демонстрируют признаки активации механизма эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП) [31]. Потенциально ЭМП, являющийся разновидностью иммунного ответа, препятствует распространению инфекции путём снижения экспрессии рецепторов для «входа» SARS-CoV-2 в дыхательные пути и позволяет в конечном итоге восстановить поражённые ткани [32]. Известно, что повышенная экспрессия LZTFL1 снижает интенсивность ЭМП, и это потенциально объясняет ассоциацию энхансерного варианта с менее благоприятным исходом [31].

Обогащение патогенными вариантами, смещённое в сторону случаев, наблюдалось для гена TYK2, который участвует в регуляции цитокинового ответа и поэтому является потенциальной мишенью для разработки лекарственных препаратов. Сообщалось, что у пациентов с COVID-19 экспрессия TYK2 снижена по сравнению с контролем [33].

Ограничением данного исследования является относительно небольшой размер выборки для анализа редких вариантов. Учитывая согласующееся с предыдущими исследованиями направление корреляции, можно предположить, что результаты могут быть реплицированы с достаточной значимостью на выборках большего размера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведено секвенирование клинического экзома 701 пациента. Проанализированы научные публикации, в результате чего были отобраны 18 генов, ассоциированных с тяжестью течения COVID-19. Последующий репликационный анализ, выполненный на исследуемой выборке, не обнаружил генов, значимо обогащённых функциональными генетическими вариантами в группе случаев или в группе контроля. При этом направление корреляции совпадает с выводами из ранее полученных исследований. Расширение исследуемой когорты приведёт к усилению мощности тестов и, возможно, позволит обнаружить больше значимых взаимосвязей между обогащением мутациями генов, описанных в литературе, и тяжестью течения COVID-19.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Исследование выполнено в рамках проекта Санкт-Петербургского государственного университета ID 94029859 и при взаимодействии с базой Ресурсного центра «Центр Биобанк».

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. С.В. Апалько — курирование исследования, сбор и анализ литературных источников, редактирование статьи; А.В. Ностаева — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, проведение статистического анализа, подготовка и написание текста статьи; В.С. Шиманский — биоинформатическая обработка данных; Н.Н. Сушенцева — курирование исследования, сбор и анализ литературных источников, редактирование статьи; О.С. Попов — биоинформатическая обработка данных, редактирование статьи; А.Ю. Анисенкова — сбор и обработка материала; С.В. Мосенко — сбор и обработка материала; О.С. Глотов — концепция и дизайн исследования, редактирование статьи; А.М. Сарана — концепция и дизайн исследования; С.Г. Щербак — концепция и дизайн исследования. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This work was supported by Saint Petersburg State University, project ID: 94029859. The investigation was carried out in cooperation with the Core facility center "Biobank".

Competing interest. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. S.V. Apalko — curation, collection and analysis of literary sources, editing the article; A.V. Nostaeva — literature review, collection and analysis of literary sources, statistical analysis, preparation and writing of the article; V.S. Shimansky — bioinformatics data processing; N.N. Sushentseva — supervision, collection and analysis of literary sources, editing the article; O.S. Popov — bioinformatics data processing, editing the article; A.Yu. Anisenkova — collection and processing of material; S.V. Mosenko — collection and processing of material; O.S. Glotov — study concept and design, editing the article; A.M. Sarana — study concept and design; S.G. Shcherbak — concept and design of the study. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

×

About the authors

Svetlana V. Apalko

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Author for correspondence.
Email: svetlana.apalko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3853-4185
SPIN-code: 7053-2507

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

Arina V. Nostaeva

City Hospital No. 40 of Kurortny District

Email: avnostaeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9291-7550
SPIN-code: 1845-6794
Russian Federation, Sestroretsk

Valentin S. Shimansky

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Email: shimansky.valya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5662-8663
SPIN-code: 5547-6626
Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

Natalya N. Sushentseva

City Hospital No. 40 of Kurortny District

Email: natalia@sushentseva.ru
ORCID iD: 0000-0002-5100-5229
SPIN-code: 5187-2286
Russian Federation, Sestroretsk

Oleg S. Popov

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Email: ospopov@outlook.com
ORCID iD: 0000-0003-1778-0165
SPIN-code: 5220-9174
Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

Anna Yu. Anisenkova

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Email: anna_anisenkova@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-5642-621X
SPIN-code: 4476-5192

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

Sergey V. Mosenko

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Email: neurologist@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1357-4324
SPIN-code: 9543-8506

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

Oleg S. Glotov

D.O. Ott Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology; Pediatric Research and Clinical Center for Infectious Diseases of the Federal Medical and Biological Agency

Email: olglotov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0091-2224
SPIN-code: 4531-3449

Dr. Sci. (Biology)

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Andrey M. Sarana

Saint Petersburg University

Email: asarana@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3198-8990
SPIN-code: 7922-2751

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey G. Shcherbak

City Hospital No. 40 of Kurortny District; Saint Petersburg University

Email: b40@zdrav.spb.ru
ORCID iD: 0000-0001-5036-1259
SPIN-code: 1537-9822

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Sestroretsk; Saint Petersburg

References

  1. COVID-19 National Preparedness Collaborators. Pandemic preparedness and COVID-19: an exploratory analysis of infection and fatality rates, and contextual factors associated with preparedness in 177 countries, from Jan 1, 2020, to Sept 30, 2021. Lancet. 2022;399(10334):1489–1512. doi: 10.1016/S0140-6736(22)00172-6
  2. Biswas M, Rahaman S, Biswas TK, et al. Association of sex, age, and comorbidities with mortality in COVID-19 patients: a systematic review and meta-analysis. Intervirology. 2020. doi: 10.1159/000512592
  3. Wang Y, Wang Y, Chen Y, Qin Q. Unique epidemiological and clinical features of the emerging 2019 novel coronavirus pneumonia (COVID-19) implicate special control measures. J Med Virol. 2020;92(6):568–576. doi: 10.1002/jmv.25748
  4. Fricke-Galindo I, Falfán-Valencia R. Genetics insight for COVID-19 susceptibility and severity: a review. Front Immunol. 2021;12:622176. doi: 10.3389/fimmu.2021.622176
  5. Yousefzadegan S, Rezaei N. Case report: death due to COVID-19 in three brothers. Am J Trop Med Hyg. 2020;102(6):1203–1204. doi: 10.4269/ajtmh.20-0240
  6. COVID-19 Host Genetics Initiative. A first update on mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. 2022;608(7921):E1–E10. doi: 10.1038/s41586-022-04826-7
  7. COVID-19 Host Genetics Initiative. Mapping the human genetic architecture of COVID-19. Nature. 2021;600(7889):472–477. doi: 10.1038/s41586-021-03767-x
  8. The Severe Covid-19 GWAS Group; Ellinghaus D, Degenhardt F, et al. Genomewide association study of severe Covid-19 with respiratory failure. N Engl J Med. 2020;383(16):1522–1534. doi: 10.1056/NEJMoa2020283
  9. Pairo-Castineira E, Clohisey S, Klaric L, et al. Genetic mechanisms of critical illness in COVID-19. Nature. 2021;591(7848):92–98. doi: 10.1038/s41586-020-03065-y
  10. Kousathanas A, Pairo-Castineira E, Rawlik K, et al. Whole-genome sequencing reveals host factors underlying critical COVID-19. Nature. 2022;607(7917):97–103. doi: 10.1038/s41586-022-04576-6
  11. Tam V, Patel N, Turcotte M, et al. Benefits and limitations of genome-wide association studies. Nat Rev Genet. 2019;20(8):467–484. doi: 10.1038/s41576-019-0127-1
  12. Taliun D, Harris DN, Kessler MD, et al. Sequencing of 53,831 diverse genomes from the NHLBI TOPMed Program. Nature. 2021;590(7845):290–299. doi: 10.1038/s41586-021-03205-y
  13. Niemi MEK, Daly MJ, Ganna A. The human genetic epidemiology of COVID-19. Nat Rev Genet. 2022;23(9):533–546. doi: 10.1038/s41576-022-00478-5
  14. Redin C, Thorball CW, Fellay J. Host genomics of SARS-CoV-2 infection. Eur J Hum Genet. 2022;30(8):908–914. doi: 10.1038/s41431-022-01136-4
  15. Howe KL, Achuthan P, Allen J, et al. Ensembl 2021. Nucleic Acids Res. 2021;49(D1):D884–D891. doi: 10.1093/nar/gkaa942
  16. Beazley DM. Python essential reference. 3rd ed. Developer’s library; 2006. 625 p.
  17. Karczewski KJ, Francioli LC, Tiao G, et al. The mutational constraint spectrum quantified from variation in 141,456 humans. Nature. 2020;581(7809):434–443. Corrected and republished from: Nature. 2021;590(7846):E53. doi: 10.1038/s41586-020-2308-7
  18. Zhang Q, Bastard P, Liu Z, et al. Inborn errors of type I IFN immunity in patients with life-threatening COVID-19. Science. 2020;370(6515):eabd4570. doi: 10.1126/science.abd4570
  19. Zhang Q, Bastard P, COVID Human Genetic Effort; et al. Human genetic and immunological determinants of critical COVID-19 pneumonia. Nature. 2022;603(7902):587–598. doi: 10.1038/s41586-022-04447-0
  20. Bastard P, Orlova E, Sozaeva L, et al. Preexisting autoantibodies to type I IFNs underlie critical COVID-19 pneumonia in patients with APS-1. J Exp Med. 2021;218(7):e20210554. doi: 10.1084/jem.20210554
  21. Shelton JF, Shastri AJ, Ye C, et al. Trans-ancestry analysis reveals genetic and nongenetic associations with COVID-19 susceptibility and severity. Nat Genet. 2021;53(6):801–808. doi: 10.1038/s41588-021-00854-7
  22. Carracedo Á, Spanish COalition to Unlock Research on host GEnetics on COVID-19 (SCOURGE). A genome-wide association study of COVID-19 related hospitalization in Spain reveals genetic disparities among sexes. medRxiv. 2021. doi: 10.1101/2021.11.24.21266741
  23. Roberts GHL, Park DS, Coignet MV, et al. AncestryDNA COVID-19 host genetic study identifies three novel loci. medRxiv. 2020. doi: 10.1101/2020.10.06.20205864
  24. Horowitz JE, Kosmicki JA, Damask A, et al. Genome-wide analysis provides genetic evidence that ACE2 influences COVID-19 risk and yields risk scores associated with severe disease. Nat Genet. 2022;54(4):382–392. doi: 10.1038/s41588-021-01006-7
  25. Huffman JE, Butler-Laporte G, Khan A, et al. Multi-ancestry fine mapping implicates OAS1 splicing in risk of severe COVID-19. Nat Genet. 2022;54(2):125–127. doi: 10.1038/s41588-021-00996-8
  26. Mutambudzi M, Niedzwiedz C, Macdonald EB, et al. Occupation and risk of severe COVID-19: prospective cohort study of 120 075 UK Biobank participants. Occup Environ Med. Corrected and republished from: Occup Environ Med. 2022;79(2):e3. doi: 10.1136/oemed-2020-106731
  27. Butler-Laporte G, Povysil G, Kosmicki JA, et al. Exome-wide association study to identify rare variants influencing COVID-19 outcomes: results from the Host Genetics Initiative. PLoS Genet. 2022;18(11):e1010367. doi: 10.1371/journal.pgen.1010367
  28. Casanova JL. Severe infectious diseases of childhood as monogenic inborn errors of immunity. Proc Natl Acad Sci USA. 2015;112(51):E7128–E7137. doi: 10.1073/pnas.1521651112
  29. Lim HK, Huang SXL, Chen J, et al. Severe influenza pneumonitis in children with inherited TLR3 deficiency. J Exp Med. 2019;216(9):2038–2056. doi: 10.1084/jem.20181621
  30. D’Alessandro A, Thomas T, Akpan IJ, et al. Biological and clinical factors contributing to the metabolic heterogeneity of hospitalized patients with and without COVID-19. Cells. 2021;10(9):2293. doi: 10.3390/cells10092293
  31. Downes DJ, Cross AR, Hua P, et al. Identification of LZTFL1 as a candidate effector gene at a COVID-19 risk locus. Nat Genet. 2021;53(11):1606–1615. doi: 10.1038/s41588-021-00955-3
  32. Stewart CA, Gay CM, Ramkumar K, et al. Lung cancer models reveal severe acute respiratory syndrome coronavirus 2–induced epithelial-to-mesenchymal transition contributes to coronavirus disease 2019 pathophysiology. J Thorac Oncol. 2021;16(11):1821–1839. doi: 10.1016/j.jtho.2021.07.002
  33. Akbari M, Akhavan-Bahabadi M, Shafigh N, et al. Expression analysis of IFNAR1 and TYK2 transcripts in COVID-19 patients. Cytokine. 2022;153:155849. doi: 10.1016/j.cyto.2022.155849

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: 

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies