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提交:2020年9月29日|批准:2020年10月10日|发表:2020年10月12日
本文引用:Nikhra诉COVID-19大流行,反复暴发和同化hCoV-19到人类基因组的前景。Int中国微生物学报。2020;4:111 - 115。
DOI:10.29328 / journal.ijcv.1001025
ORCiD:orcid.org/0000 - 0003 - 0859 - 5232
版权:©2020 Nikhra诉这是一个开放存取物品在知识共享金博宝app体育归属许可下发布的,它允许无限制的使用、分配、和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。
关键词:ACE-2受体;COVID-19流行;内源性逆转录病毒(erv);遗传因素;hCoV-19;校对蛋白质;RNA病毒;SARSCoV-2;转座子;贵宾
COVID-19大流行,反复暴发和同化hCoV-19到人类基因组的前景
Vinod Nikhra *
高级首席医疗官和顾问,医学系,印度教Rao医院和世医学院,新德里,印度
*通信地址:高级首席医疗人员Vinod Nikhra cer和顾问,医学系,印度教Rao医院和世医学院,新德里,印度,电子邮件:drvinodnikhra@gmail.com;drvinodnikhra@rediff mail.com
爆发和复兴:这种疾病据说始于2019年11 - 12月刊的中国城市武汉,很快传播到世界各地,被任命为世卫组织宣布大流行疾病。欧洲国家从流行中恢复的时候,这种疾病在美国,南美国家,阿拉伯国家,和南亚国家,主要影响巴西、秘鲁、伊朗和印度。目前,许多欧洲国家正在见证COVID-19的复兴和复发性疫情。
传播和发展的新见解:而有职场感染上升的人回到他们的办公室,在其他地方爆发人们拥挤和相关会议:并试图度假村早些时候回到他们的生活方式。跨大陆的教育设施的重新开放可能会让事情变得更糟。
影响健康和医疗保健:大多数情况下COVID-19感染被忽视,其次是自动复位。但是看起来好从临床的角度来看,似乎流行病学控制疫情的努力复杂化。与进化有关疾病的信息,似乎有某些可能的结果如控制和控制,或持续的疾病在全球流行伴随着暴发和复兴的情节。
Gnetic因素与疾病严重程度:COVID-19大流行,不是所有感染患者出现严重的呼吸道疾病。此外,疾病严重程度有很大差异,这可能是由于遗传因素潜在变量响应病毒。越来越清楚的是,除了先进的年龄和预先存在的条件下,某些遗传组成因素使一些患者更容易更严重形式的疾病。
病毒进入人类基因组整合:人类基因组的重要组成部分来源于病毒尤其是RNA病毒。事实上,大约8%的人类基因组是由内源性逆转录病毒(erv),这些病毒基因序列已成为一个永久的人类血统的一部分后,感染了我们古老的祖先。用这个背景,小说如果COVID-19持续几代人的新兴概念,其遗传物质将被集成或融入人类基因组。相关机制通过转座子转座因子或概念化SARS-CoV-2。
COVID-19复苏和周期性爆发
这种疾病,据报道,2019年11 - 12月刊开始在中国城市武汉展现与上呼吸道症状和呼吸道疾病肺炎等疾病,很快传播到世界各地,并被命名为,宣布大流行疾病由世界卫生组织。这种疾病很快传播到一些欧洲国家。虽然这些国家复苏的流行,这种疾病在英国和美国,南美国家,阿拉伯国家,和南亚国家,主要影响巴西、秘鲁、伊朗和印度。目前,大多数的欧洲国家正在见证周期性暴发和COVID-19卷土重来,而在其他国家疫情尚未结束。这要求需要平衡的看法预防措施,再次警惕和新控制策略包括实施的封锁措施专门针对集群的疫情,疾病传播中发挥重要作用。
越来越多的病例在欧洲国家,然而,目前没有与高峰在4月- 2020年5月早些时候,是一个十分关注的问题。的推理诊断检测的数据似乎表明,这些国家可能会放松封锁措施过早和过多的[1]。一般来说,人民愿意保持警惕,坚持新规则对社会距离和面具戴似乎也消失了,而不是成为他们的行为模式的一部分,导致发展的新领域的新鲜的复兴和爆发。
进化的新见解COVID-19病毒传播
1。而有职场感染上升的人回到他们的办公室,在其他地方暴发有关年轻人拥挤、会议和聚会:和其他人试图回到之前的生活方式。因为大多数新的暴发涉及年轻人群的情况下,更少的人死亡。但这只是一个时间问题,老年人受到影响导致更高的死亡率。此外,重新跨大陆的教育设施可能会让事情变得更糟。
2。机载传输:遗传性SARS-CoV-2很高。感染者释放液滴和气溶胶含有SARS-CoV-2通过咳嗽或打喷嚏。virus-laden气溶胶和液滴会导致短程空中传输(~ 6英尺)。传输通过污染物也可能发生但似乎扮演一个次要角色。
很大程度上取决于气溶胶(< 10-μm直径)的大小和水滴(> 10μm直径)可以通过直接促进感染吸入和沉积在表面和随后的零星/鼻子/眼睛转移(图1)。
图1:传播动力学SARS-CoV-2:液滴和气溶胶的概念。
空气中的悬浮空中液滴似乎持续了几分钟。而较小的气溶胶可以持续更长时间(几分钟到几小时)。气溶胶的特性是动态的,由于水的蒸发损失取决于通风,和环境湿度和温度水平。减少尺寸,他们分散在空气的能力增强,导致他们的传播扩展超出6英尺的释放。
3所示。气溶胶大小分数可能会影响沉积剖面的SARS-CoV-2肺[2]因此,而较大的气溶胶(> 4μm)主要是沉积在上部和中部航空公司(即。、鼻咽和气管支气管的)和受muco-ciliary间隙较小的气溶胶(< 4μm)沉积在肺泡,富含ACE2的上皮细胞,提高传输效率。
4所示。强调手部卫生被稀释,是人们越来越清楚的认识到污染的表面可能不会起到很大的作用。同样,强调禁止户外活动正在失去焦点,因为它是成为了户外活动喜欢慢跑,户外好客,不必要的购物,和公共交通都很好只要人们保持社会距离和戴口罩。相反,重点是室内活动是病毒传播的罪魁祸首。
5。现在应该强调针对疫情集群和super-spreading事件。研究表明,10%的患者造成80%的感染,而大多数患者的90%不感染进一步[3]。落后的接触者追踪比前进更有用的跟踪。此外,发现集群帮助流行病学家了解疫情。随着更多压力长期护理设施和工作场所,特别有针对性的措施可以帮助预防暴发,而不是一般的锁定措施。这些有针对性的版本包括鼓励人们在家工作,避免拥挤的地方,禁止会议和聚会。
6。使用合理的预防措施和资源,大多数的国家都比以前更好的改变情况。我们意识到疾病的流行病学、病毒传播动力学和配备资源PPE工具包和面具。此外,理性行为出现了非理性的担忧疾病。政府组织开发了机械接触者追踪,监测和收集数据。
疾病对健康的影响和医疗保健系统
虽然大多数COVID-19感染被忽视,其次是自动复位。但是看起来好从临床的角度来看,大大复杂化流行病学努力遏制疾病暴发。与进化COVID-19信息到目前为止,似乎有三个可能的结果。
场景1:疾病控制和控制:将坚持区域爆发和低风土性。将持续发生周期性复苏。无症状的传输将继续发生偶有发生和发展的核心,需要及时采取措施减少进一步传播。
场景2:持久性随着全球流行:总体死亡率已知2019 - ncov病例约为2%。看来,约20%的感染者遭受严重的疾病[4]。这两个团体之间大量的温和形式的疾病,诊断或确诊,可能会或可能不会寻求医疗。很多人可能没有症状。因此,疾病的诊断病例形式很大程度上隐藏的冰山的可见部分(图2)。
图2:COVID-19:流行病学冰山。
场景3:如果疾病继续坚持和折磨人类几代,有预期前景hCoV-19同化的人类基因组。
遗传因素在COVID-19临床表现
COVID-19大流行,不是所有感染患者出现严重的呼吸道疾病;这不是明显的原因。进一步,似乎有一个大疾病严重程度的变化,其中一个组件可能是由于反应的遗传变异病毒[5]。个人应对SARS-CoV-2暴露和感染个体的脆弱性,以及COVID-19的临床表现非常变量(图3)。
图3:COVID-19的临床表现。
越来越清楚的是,除了先进的年龄和预先存在的条件,如糖尿病、心血管、肺、肾疾病,某些遗传组成因素使一些患者更容易更严重形式的疾病,是明显的从年轻的住院率和看似健康的人。
宿主遗传因素与变量临床表现的疾病[6]。COVID-19患者的临床表现有进一步被分组基于(1)需要住院治疗,(2)需要补充氧气,(3)发展为呼吸衰竭,或(4)死亡率。从临床的角度来看,知识的宿主遗传因素可能导致改善照顾COVID-19患者。一个模型来理解人类基因组变异与COVID-19结果可以被设想为一个连续体从ultrarare常见。此外,基因因素可以与可变性的保护性免疫反应和对疫苗接种战略产生影响或可以用来优化选择新型治疗治疗病人和试验。
相关的遗传因素和途径COVID-19涉及-
ACE2基因编码ACE2表面受体与SARS-CoV-2病毒有关。特定变异的基因和通路导致差异inter-individual COVID-19敏感性和响应。ACE2基因的遗传多态性,编码ACE2受体和ACE2的等位基因变异可能影响病毒绑定随后入侵细胞。
相关基因和通路COVID-19还包括其他病毒受体基因TMPRSS2有关。细胞蛋白酶的多态性,促进SARS-CoV-2进入细胞,以及furin和TMPRSS2——已被证明存在。TMPRSS2变异和产生的表达也可能影响COVID-19严重性,。
疾病的过程也受到炎症和免疫反应途径如il - 6通道,和基因参与血凝过快和急性呼吸窘迫综合征。
其他感兴趣的基因包括基因与ABO血型有关[7]。可能关联的遗传变异性组织相容性复合体(MHC)基因类我(人类白细胞抗原HLA A、B和C)和SARS-CoV-2和严重程度的易感性COVID-19最近建议[8]。特别是HLA-B * 46:01预计基因产物表现出最低的绑定SARS-CoV-2肽的能力和这种等位基因的个体更容易COVID-19-due减少病毒抗原产生免疫细胞的能力。另一方面,HLA-B * 15:03-encoded蛋白具有较高的能力,现在的守恒SARS-CoV-2肽之间共享共同的人类冠状病毒,导致患者具有HLA基因型更有可能发展免疫力。
未来的前景COVID-19
人类基因组和erv:人类基因组的重要组成部分来源于病毒[9]。事实上,人类基因组充斥着各种休眠病毒基因[10]。大约8%的人类基因组是由内源性逆转录病毒(erv),这些病毒基因序列已成为永久的集成部分人类基因组后感染人类的人群在古代。这些内源性逆转录病毒的表达与自身免疫性疾病、乳腺癌等疾病。但是他们对于人类生存也有用。例如,他们发挥着重要的作用作为一个怀孕的母亲和胎儿之间的接口通过调节胎盘发育和功能。
或转座子转座的元素:病毒是古老而重要的简单的遗传结构。他们往往是由一个保护壳,一种蛋白质称为聚合酶,负责病毒基因组的复制,一个核苷酸序列——RNA或DNA病毒蛋白质的编码。病毒可能存在纯粹的遗传形式,缺乏定义的身体。刺激干扰其休眠,让它重建身体从纯遗传形式。身体给予必要手段和工具复制。无实体的病毒被称为转座的元素,或转座子,移动遗传元素也称为跳跃基因,并且可以进出的基因组。转座子在所有生命形式存在。他们经常适度重复DNA的主要组件。在人类基因组50%以上是由移动元素(MEs)或转座子[11]。
由于他们过去的增量积累和持续的DNA换位,MEs作为重要来源为国际米兰,intra-species遗传和表型多样性在灵长类动物和人类进化。转座子可以自己复制粘贴在基因组(图4)。一些内源性逆转录病毒(erv)转座子。作为记录,近8%的人类基因组是由erv和近50%的人类基因组是由转座子。病毒通过转座子被认为发挥重要作用在遗传进化和物种形成的过程变化和影响。
图4:转座子,进化的司机。
病毒的蛋白质相互作用:在过去的几百万年的进化,古代的人可能受到多种病毒性传染病。在这种情况下,宿主基因组提供了一个间接的方式来检测古代流行[12]。这些病原体的宿主基因组使大量涉及各种基因的适应性。过去的流行可以发现通过浓缩在信号的适应与病毒的宿主蛋白质,称为病毒相互作用蛋白质或贵宾[13]。
通过使用浓缩在适应信号大约4500主机位点与特定类型的病毒,已经有记录了,RNA病毒大量适应性事件驱动跨不同人群。各种类型的病毒似乎施加不同的选择压力通过主机贵宾在人类进化。此外,与病毒相互作用占适应在人类基因组中,大约有30%的蛋白质具有推动人类进化通过各种病毒性流行病在过去。此外,贵宾的分析表明,某些特定的病毒可能确实比其他人更流行在最近的进化。
这部小说人畜共患RNA病毒:RNA病毒可能最重要的组织参与人畜共患疾病传播。他们有更高的概率感染新的宿主物种,因为它们特别短的一代时间和更快的进化率。记录和强调,RNA病毒是最常见的一类病原体负责新人类疾病,与2 - 3新型病毒被发现的速度每年[14]。RNA病毒表现出非凡的能力,以适应新的环境,面对不同的选择压力遇到包括宿主的免疫系统和防御机制。
最近出现的interspecies-transmitted RNA病毒,如基孔肯雅热(CHIKV)和Zika病毒(ZIKV),代表新的全球大流行。近年来其他人畜共患,高度传染性的RNA病毒包括拉沙热,Ebolavirus,严重急性呼吸系统综合症(SARS),中东呼吸综合症(即),和甲型流感病毒(IAV) [15]。
在浸校对蛋白:特殊的适应性进化的RNA病毒起源于他们的异常高的突变和替代率,与RNA病毒显示替换率比DNA病毒。此外,大多数RNA病毒缺乏校对RNA聚合酶和逆转录酶的能力。长远的后果是,在他们失去传染性不可行的病毒数量超过那些可行的。而在复制的DNA病毒的DNA聚合酶和细胞生物,一个核酸外切酶纠正可能的核苷酸在基因组复制错误插入。
冠状病毒(x),像DNA病毒,有可能校对功能nsp14蛋白质作为3′5′exoribonuclease单链和双链RNA病毒复制周期中[16]。通过这个校对工作函数,浸似乎已经克服的限制,这在大多数RNA病毒,在复制的过程,导致不能存活病毒粒子迅速超过可行的,导致失去健康和/或病毒灭绝。此外,浸,像其他RNA病毒可以通过重组诉诸RNA病毒进化(嵌合从两个不同的后代基因组RNA分子的合成)和重组(包装在一个病毒粒子不同子代病毒的基因组片段)[17]。
预计sars-CoV-2融入人类基因组
各种特色的结构和生理SARS-CoV-2使它成为一个高致病性病毒RNA,这很可能持续感染剂,可能折磨人类无数年如果不是因为许多代。与这一背景下,一个新兴的小说概念认为,如果COVID-19持续几代,其遗传物质将被集成或融入人类基因组。相关机制已经概念化SARS-CoV-2通过转座子或转位因子。
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