揭開基因之謎:為什麼有些人從頭到尾未出現COVID-19症狀
您是否想過,為什麼有些人從未感染過COVID-19?最近發表在《自然》(Nature)雜誌上的一項研究表明,人與人之間的共同基因變異是介導SARS-CoV-2無症狀感染的原因。研究結果表明,具有這種變異的人一旦被感染就不會感到不適。
多肽NQK-Q8(淺色)是SARS-CoV-2 病毒用於進入細胞的尖峰蛋白的一部分,與HLA-B*15:01 溝(橙色)結合。插圖是根據奧古斯託等人在2023 年發表的HLA-B*15:01 與SARS-CoV-2 病毒尖峰衍生勝肽NQKLIANQF 複合物的晶體結構(PDB 條目- 8ELH)(《自然》)。圖片來源:André Luiz Lourenço
這項令人興奮的發現是由北卡羅來納大學夏洛特分校助理教授達尼洛-奧古斯托(Danillo Augusto)博士、加州大學舊金山分校教授吉爾-霍倫巴赫(Jill Hollenbach)博士和澳洲拉籌伯大學(La Trobe University)教授史蒂芬妮-格拉斯(Stephanie Gras)領導的美國和澳洲合作研究的成果。
人類白血球抗原(HLA)的作用
這項研究的重點是一組名為人類白血球抗原(HLA)的基因。這些HLA 基因編碼的蛋白質被免疫系統用來識別健康細胞,並將它們與受細菌和病毒感染的細胞區分開來。HLA 系統對免疫反應至關重要,但個體之間的差異也很大。由於HLA 在抗感染中的作用,研究人員想知道是否有特定的變異會使我們對SARS-CoV-2 病毒更有保護或更易感。
夏洛特聯合國大學生物科學助理教授達尼洛-奧古斯托。資料來源:夏洛特聯合國大學
研究結果和方法
埃佐克-霍倫巴赫領導的資料收集工作始於疫情初期。首先,使用專門用於追蹤COVID-19 症狀的行動應用程式對29947 名未接種疫苗的人進行了篩檢,其中1428 人報告病毒檢測呈陽性。所有受檢者的DNA 都進行了定序,以分析他們的HLA 基因。研究人員發現,HLA-B*15:01基因變異的個體在感染後更有可能保持無症狀。令人印象深刻的是,這種變異在人群中的比例約為10%。總之,基因組中含有HLA-B*1501 的人無法躲避感染,但他們逃脫了生病的厄運。
關於免疫反應的見解
「我們假設,他們的免疫系統能夠做出快速而強大的反應,以至於病毒在引起任何症狀之前就被消滅了。」霍倫巴赫說:『這就像有一支軍隊已經知道要尋找什麼,並能透過制服判斷出這些是壞人。”
HLA 分子會向免疫效應細胞顯示病毒的碎片,以便檢查。這項研究使用的細胞來自疫情前幾年捐血的HLA-B*15:01 患者。結果顯示,這些人體內有針對SARS-CoV-2 特定顆粒的記憶T 細胞。那些從未接觸過SARS-CoV-2 的人之前已經接觸過其他病毒,並形成了對SARS-CoV-2 顆粒的免疫記憶。
他們的免疫記憶會引起更快的反應,這也解釋了為什麼這些人仍然沒有症狀。儘管如此,令人好奇的是,他們為什麼會在從未接觸過SARS-CoV-2 病毒的情況下產生對這種病毒的免疫記憶。
交叉反應性免疫反應
「眾所周知,幾十年來,其他類型的冠狀病毒也會引起季節性感冒。我們假設,這些人過去曾接觸過季節性冠狀病毒,由於交叉反應性免疫反應,特異性攜帶HLA-B*15:01的人可以迅速殺死感染SARS-CoV-2的細胞。因此,即使壞人換了製服,軍隊仍然可以通過他們的靴子或手臂上的紋身來識別他們。”奧古斯託說:”我們的免疫記憶就是這樣保持我們的健康的。”
在仔細分析了所有冠狀病毒的基因組序列後,研究表明,未暴露個體的HLA-B*15:01 所識別的這種SARS-CoV-2 顆粒與以前其他冠狀病毒的病毒顆粒非常相似。研究透過晶體結構和親和力試驗證明,疫前族群的T 細胞可以辨識以往冠狀病毒和SARS-CoV-2 的病毒顆粒,且辨識效率相同。這說明這些人對先前的冠狀病毒產生了免疫記憶,但由於這種病毒顆粒的高度相似性,他們的記憶T 細胞也能快速識別並殺死SARS-CoV-2。
影響與未來研究
研究結果顯示了個體如何避免感染SARS-CoV-2的機制,研究小組計劃繼續學習對這種病毒的反應,從而更好地了解COVID-19療法和疫苗。