Science：揭示发现人体对流感病毒的免疫途径反应与遗传血统相关

2021年11月30日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国芝加哥大学的研究人员发现欧洲和非洲遗传血统的个体在流感病毒感染的免疫途径激活方面存在差异。许多与流感免疫反应差异相关的基因也在与COVID-19疾病严重程度相关的基因中富集。相关研究结果发表在2021年11月26日的Science期刊上，论文标题为“Genetic ancestry effects on the response to viral infection are pervasive but cell type specific”。

论文第一作者、芝加哥大学研究生Haley Randolph说，“我所在的实验室一直对了解来自不同人群的个体如何对传染病作出不同的反应感兴趣。在这项新的研究中，我们想看看各种细胞类型在如何对病毒感染作出反应方面存在的差异。”

利用单细胞RNA测序，这些作者能够检查外周单核血细胞的基因表达模式，其中外周单核血细胞是一组多样化的专门免疫细胞，在身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，然后在实验室环境下将这些细胞暴露于流感病毒。这使得他们能够检查多种免疫细胞类型的基因特征，并确定感染流感病毒如何影响每种免疫细胞类型的基因表达。

这些研究结果显示，欧洲血统的个体在早期流感病毒感染期间显示出I型干扰素途径活性的增加。论文通讯作者、芝加哥大学医学副教授Luis Barreiro博士说，“干扰素是对抗病毒感染的关键蛋白。以SARS-CoV-2病毒导致的COVID-19为例，I型干扰素反应与这种疾病的严重程度差异有关。”

更重要的是，这种途径激活的增加与阻碍SARS-CoV-2复制的能力更强以及在后期限制病毒复制的能力更强相关。Barreiro说，“在感染后早期诱导强烈的I型干扰素途径反应可以阻止这种病毒复制，因此可能对身体控制这种病毒的能力产生直接影响。出乎意料的是，我们防御病毒的这一核心途径似乎是来自非洲和欧洲血统的个体之间差异最大的途径之一。”

甲型流感病毒的透射电镜图，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abg0928。

这些作者在不同的免疫细胞类型中看到了基因表达的各种差异，这表明免疫反应的变化不能孤立于单一类型的免疫细胞，而是与一群一起发挥作用来对抗疾病的细胞相关联。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；非西班牙裔美国人比任何其他种族群体更有可能因流感而住院治疗。不过，他们很快指出，这些结果并不是疾病易感性的遗传差异的证据。相反，种族群体之间的其他环境和生活方式因素可能会影响基因表达，而这又可能会影响免疫反应。

Barreiro说，“干扰素反应和非洲血统的基因组比例之间有很强的关系，这可能使你认为它是遗传的，但事实并非如此简单。遗传血统也与环境差异相关。我们捕捉到的很多东西可能是我们社会中其他差异的结果，例如系统性的种族主义和医疗保健不平等。尽管我们在这篇论文中显示的一些差异可以与特定的遗传变异联系起来，表明遗传确实发挥了一些作用，但这种遗传差异并不足以完全解释干扰素反应的差异。”

这些对病毒感染的易感性差异可能并不局限于流感病毒；当这些作者比较与COVID-19疾病严重程度差异相关的基因清单时，许多相同基因的表达在非洲和欧洲血统的个体之间的流感病毒感染后表现出明显的差异。

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，但是这些基因集之间的重叠表明，可能存在一些潜在的生物差异，受遗传血统和环境影响，这可能解释我们在COVID-19结果中看到的差异。”

这些作者正在探索这个问题和其他相关问题的更多细节。他们说，希望能弄清楚哪些因素导致了干扰素反应的差异，以及免疫反应的差异，从而更好地预测个人疾病风险。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Haley Randolph et al. Genetic ancestry effects on the response to viral infection are pervasive but cell type-specific. Science, 2021, doi:10.1126/science.abg0928.