抵抗新冠肺炎的关键线索!多数无症状感染者带有特定 HLA 基因分型?

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主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex,MHC)是免疫系统负责分辨自我和外来分子的细胞表面构造,例如移植组织的排斥反应即与 MHC 有关。而在人体中最先被发现的MHC 构造位在白血球表面上,因此人体 MHC 又被称为人类白血球抗原(human leukocyte antigen, HLA)。

HLA 基因位在人体第 6 对染色体上,且具有复等位基因的特性,使得它是人体中最复杂的基因系统之一。HLA 基因分型包含 HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-DR、HLA-DQ 不同类群,各自都涵盖成千对以上等位基因。

比较不同地区族群的 HLA 基因会发现,其等位基因的分布形塑了族群之间相异的免疫反应。其中 HLA-DRB1*04:01 便是一组已知与种族差异密切相关的等位基因,北欧、西欧族群带有此对基因频率较高。

特定族群高比例出现的 HLA-DRB1*04:01 基因,更与对抗新冠病毒的免疫反应有关。

欧裔无症状新冠患者多带有特定 HLA 基因分型

英国新堡大学(Newcastle Unoversity)研究团队刊登于《HLA》一项研究,透过次世代定序(NGS)比较两欧裔族群 HLA 基因分型。他们招募 49 名新冠重症住院患者与 69 名血液抗体检测呈阳性的无症状患者。结果指出感染新冠症状发展的遗传证据:在无症状人群中,带有 HLA-DRB1*04:01 基因的比例是其他人的 3 倍。

疾病的基因分型与环境成因

这并不是第一个指出基因频率与特定族群地缘关系的研究,在多发性硬化症(multiple sclerosis)的案例上,过去科学家已知多发性硬化症发生率会随地区的纬度提高而增加,但多将此归因于高纬地区的低紫外线暴露导致维他命 D 不易合成所致,反而基因变异的变因并没有被正视。

新堡大学执行这项比较欧裔新冠感染患者与 HLA 关连的研究,则指出关键的线索:感染新冠的症状发展与个体基因、所处环境都紧密相关,居住高纬、带有 HLA-DRB1*04:01 基因分型者感染后较有可能成为无症状患者。然而,他们仍可能会传染给易感族群。

从基因变异的角度预防新冠感染

建立在新冠症状与基因关联的基础上,可以衍伸出 2 方面的预防策略。

从个人角度来说,现有研究已知带有特定 HLA 基因与体内低维他命 D 浓度,是导致免疫疾病的成因,因此透过维持高维生素 D 浓度强化 HLA 基因的免疫功能,是目前该研究团队正在探究降低感染新冠风险因子的做法。此外,特定 HLA 基因分型或其他基因标的,未来可能作为施打疫苗前的检测目标。

而以族群角度来说,了解无症状感染族群的基因特征,将有助于防范该类感染者造成的病毒扩散。

延伸阅读:新冠病毒如何延迟先天免疫反应?STING 促效剂来破解

参考资料:
1. https://www.ncl.ac.uk/press/articles/latest/2021/05/geneprotectionforcovid19identified/
2. HLA, 2021; https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tan.14284

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