COVID-19の遺伝的感受性に関する新たな知見：ACE2およびTMPRSS2多型解析

New insights into genetic susceptibility of COVID-19: an ACE2 and TMPRSS2 polymorphism analysis.

• Yuan Hou
• Junfei Zhao
• William Martin
• Asha Kallianpur
• Mina K Chung
• Lara Jehi
• Nima Sharifi
• Serpil Erzurum
• Charis Eng
• Feixiong Cheng

抄録

背景:

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）によるコロナウイルス病2019（COVID-19）が世界的に確認されました。それなのに、COVID-19は不思議と悲劇的な選択性を持っています。COVID19による罹患率と死亡率は、年齢や癌や心血管疾患などの共存する健康状態によって劇的に上昇します。ヒトの遺伝的要因は、SARS-CoV-2の極めて高い感染性と、少数ではあるが有意な割合の感染者で観察される容赦なく進行する疾患に寄与している可能性があるが、これらの要因についてはほとんど知られていない。

BACKGROUND: Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), has now been confirmed worldwide. Yet, COVID-19 is strangely and tragically selective. Morbidity and mortality due to COVID19 rise dramatically with age and co-existing health conditions, including cancer and cardiovascular diseases. Human genetic factors may contribute to the extremely high transmissibility of SARS-CoV-2 and to the relentlessly progressive disease observed in a small but significant proportion of infected individuals, but these factors are largely unknown.

メインボディ:

本研究では、約81,000人のヒトゲノムから、ACE2とTMPRSS2（SARS-CoV-2の2つの重要な宿主因子）のDNA多型を調べ、COVID-19に対する遺伝的感受性を調べた。その結果、ACE2 と TMPRSS2 には、異なる集団間で特異的な遺伝的感受性があることが明らかになった。具体的には、アフリカ系/アフリカ系アメリカ人集団では、ACE2多型がp.Arg514Glyのようなアンジオテンシノーゲン-ACE2相互作用を変化させることで、心血管疾患や肺疾患と関連していることが明らかになった。TMPRSS2における特異的でありながら広まっている多型（発現量的形質遺伝子座（eQTL）であるp.Val160Met（rs12329760）を含む）は、COVID-19に対する遺伝的感受性の違いや、がん患者や男性患者の高リスク群を含むリスク因子についての潜在的な説明を提供している。さらに、ACE2またはTMPRSS2の多型がCOVID-19に対する有効な治療法（ヒドロキシクロロキンやカモスタットなど）の指針となりうることを論じた。

MAIN BODY: In this study, we investigated genetic susceptibility to COVID-19 by examining DNA polymorphisms in ACE2 and TMPRSS2 (two key host factors of SARS-CoV-2) from ~ 81,000 human genomes. We found unique genetic susceptibility across different populations in ACE2 and TMPRSS2. Specifically, ACE2 polymorphisms were found to be associated with cardiovascular and pulmonary conditions by altering the angiotensinogen-ACE2 interactions, such as p.Arg514Gly in the African/African-American population. Unique but prevalent polymorphisms (including p.Val160Met (rs12329760), an expression quantitative trait locus (eQTL)) in TMPRSS2, offer potential explanations for differential genetic susceptibility to COVID-19 as well as for risk factors, including those with cancer and the high-risk group of male patients. We further discussed that polymorphisms in ACE2 or TMPRSS2 could guide effective treatments (i.e., hydroxychloroquine and camostat) for COVID-19.

結論:

本研究は、ACE2またはTMPRSS2のDNA多型がCOVID-19の遺伝的感受性と関連している可能性を示唆しており、COVID-19パンデミックと戦うためのヒト遺伝学的イニシアチブが必要であることを示している。

CONCLUSION: This study suggested that ACE2 or TMPRSS2 DNA polymorphisms were likely associated with genetic susceptibility of COVID-19, which calls for a human genetics initiative for fighting the COVID-19 pandemic.