近期,美国23andMe公司研究团队收集了69,841例COVID-19患者嗅觉或味觉丧失的数据,并对其进行了全基因组关联研究(GWAS)。在UGT2A1和UGT2A2基因附近确定了一个重要的全基因组基因座,揭示了基因变异可能造成SARS-CoV-2感染后嗅觉/味觉的失灵。与非感染人群相比,SARS-CoV-2感染者在该基因座发生的基因变异使其失去嗅觉或味觉的可能性高出11%。该研究成果发表在Nature Genetics上,文章题为“The UGT2A1/UGT2A2 locus is associated with COVID-19-related loss of smell or taste”。
文章发表在Nature Genetics上
研究团队收集了超过100万名23andMe研究参与者的自我报告数据,筛选出具有嗅觉或味觉丧失症状的COVID-19阳性群体,并将其与无该症状的COVID-19阳性群体进行对比。
结果显示,在69,841例COVID-19阳性人群中,有47,298例患者出现嗅觉或味觉丧失症状,其中女性比例比男性高11%;有该症状者年龄(平均年龄41岁)比无该症状者(平均年龄45岁)相对较小;在不同祖先群体中(欧洲、拉丁裔、非裔美国人、东亚和南亚血统),嗅觉或味觉丧失的比率在63%~70%(图1)。
图1. COVID-19阳性群体有无嗅觉或味觉丧失的样本百分比。来源:Nature Genetics
随后,研究团队对56,373例患者样本进行了GWAS和多祖先荟萃分析,并在chr4q13.3处确定了一个单相关的基因座(图2)。该基因座的SNP指数为rs7688383,可信区间覆盖44.6 kb的区域。该位点C to T的突变,使个体感染SARS-CoV-2后失去嗅觉或味觉的可能性上升了11%。
此外,研究团队发现在关联的150kb范围内共有4个基因(UGT2A1、UGT2A2、UGT2B4、SULT1B1),其中UGT2A1和UGT2A2的表达产物属于尿苷二磷酸糖基转移酶家族,该类酶通过与葡萄糖酸结合代谢亲脂性底物,在嗅觉上皮细胞中参与气味的消除。特别地,UGT2A2是UGT2A1的剪接变体,具有相同的C-末端残基、不同的N末端。与之相反,从生物学角度上看,UGT2B4和SULT1B1与嗅觉或味觉功能没有任何明确关联。
图2. 比较味觉或嗅觉丧失症状和无该症状的COVID-19阳性个体的曼哈顿图和区域图。来源:Nature Genetics
此前已有研究提出COVID-19患者嗅觉丧失与纤毛和嗅觉上皮的损伤有关,与嗅神经元的感染无关。近期研究表明,SARS-CoV-2进入人体后会聚集在嗅觉细胞,特别是支持细胞中。与嗅觉神经元不同,支持细胞表达大量的ACE2和TMPRSS2,这些支持细胞在代谢和功能上与嗅觉神经元和气味信号转导相关。因此,有研究者提出,当这些基本功能被破坏时,嗅觉就会受损,从而导致纤毛损伤。但UGT2A1和UGT2A2参与这一过程的分子机制有待进一步研究。该研究所发现的基因变异与个人的嗅觉能力有关,嗅觉或味觉敏感度较高的人感染SARS-CoV-2时这些感官功能可能更容易丧失。
综上所述,该研究首次证明了个体的基因也可能发挥作用影响新冠患者感觉器官功能,并为与COVID-19相关的嗅觉或味觉丧失的生物学机制提供了遗传联系。但该研究同样存在研究个体偏向于欧洲血统且缺乏重复队列;依赖于自我报告的病例和症状状态;嗅觉或味觉的丧失被合并在一个调查问题中,不能进一步将这两个症状分开等局限性,感染SARS-CoV-2后感觉功能丧失的原因需更深入的调查研究。
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