JP2022183646A - Method and kit for detecting genetic factor leading to serious conditions of covid-19 - Google Patents

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Nao Nishida
雅史 溝上
Masafumi Mizogami
勝士 徳永
Katsushi Tokunaga
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Abstract

To provide novel methods and kits for detecting a genetic factor leading to serious conditions of COVID-19.SOLUTION: A method for detecting a genetic factor leading to serious conditions of COVID-19 includes detecting one or more single nucleotide polymorphisms in the region from the interleukin-17A gene locus to the interleukin-17F gene locus in a subject-derived DNA-containing sample. A kit for detecting a genetic factor leading to serious conditions of COVID-19 includes one or more nucleic acid probes or primers to detect one or more single nucleotide polymorphisms in the region from the interleukin-17A gene locus to the interleukin-17F gene locus.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法及びキットに関する。 The present invention relates to methods and kits for detecting genetic factors of COVID-19 severity.

SARSコロナウイルス-2(SARS-CoV-2)感染による新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の日本における感染者数は2021年4月の時点で53万人を超えており、死者数も9,600人を超えている。 As of April 2021, the number of people infected with the new coronavirus infection (COVID-19) caused by SARS coronavirus-2 (SARS-CoV-2) in Japan has exceeded 530,000, and the number of deaths is 9. , more than 600 people.

COVID-19の発症と重症度に関与する遺伝的要因を特定することを目的として、ゲノムワイド関連解析(GWAS)に基づくゲノム解析が国際共同研究の元で実施されている。COVID-19 Host Genetics Initiative(COVID-19hg)は、上記目的のために設立された多施設共同研究機関であり、世界の50の研究機関又はグループが参加している。COVID-19hgは、2021年1月18日付のリリースにて国際メタGWASの結果を報告している。日本のコロナウイルスタスクフォースもCOVID-19hgに参加しており、国際メタGWASには、572人の日本人COVID-19患者(そのうち、155人は重度のCOVID-19患者)及び1,705人の健常者が含まれている。 A genome-wide association study (GWAS)-based genomic analysis is being conducted in an international collaboration with the aim of identifying genetic factors involved in the onset and severity of COVID-19. The COVID-19 Host Genetics Initiative (COVID-19hg) is a multi-center collaborative research institute established for the above purpose, involving 50 research institutes or groups from around the world. COVID-19hg reports international meta-GWAS results in a release dated 18 January 2021. The Japanese Coronavirus Task Force is also participating in COVID-19hg, and the international meta-GWAS lists 572 Japanese COVID-19 patients (of whom 155 are severe COVID-19 patients) and 1,705 Includes healthy subjects.

COVID-19患者を健常者と比較する最新の国際メタGWASでは、LZTFL1(leucine zipper transcription Factor like 1)遺伝子、CCHCR1(Coiled-coil alpha-herical rod protein 1)遺伝子、FOXP4-AS1(Forkhead box protein 4-antisense RNA 1)遺伝子、ABO遺伝子、TMEM65(transmembrane protein 65)遺伝子、OAS(2’,5’-オリゴアデニル酸合成酵素)ファミリー遺伝子、KANSL1(KAT8 regulatory NSL complex subunit 1)遺伝子、DPP9(Dipeptidyl peptidase 9)遺伝子、及びIFNAR2(Interferon alpha and beta receptor subunit 2)遺伝子の9つの遺伝子に有意な関連が示されている。また、LZTFL1遺伝子、CCHCR1遺伝子、FOXP4-AS1遺伝子、VSTM2A(V-set and transmembrane domain containing 2A)遺伝子、OASファミリー遺伝子、TAC4(tachykinin 4)遺伝子、DPP9遺伝子、及びIFNAR2遺伝子の7つの遺伝子は、健常者と比較して、COVID-19重症患者と有意に関連している。しかしながら、COVID-19重症患者対COVID-19軽症患者の国際メタGWASでは、有意な一塩基多型(SNP)は見つかっていない。さらに、COVID-19の重症化に関連するLZTFL1遺伝子を含む3p21.31遺伝子クラスターにはコアハプロタイプが存在し、該コアハプロタイプがネアンデルタール人で生まれ、ホモサピエンスに受け継がれたことが報告されている(例えば、非特許文献1等参照)。 In the latest international meta-GWAS comparing COVID-19 patients with healthy subjects, LZTFL1 (leucine zipper transcription Factor like 1) gene, CCHCR1 (Coiled-coil alpha-herical rod protein 1) gene, FOXP4-AS1 (Forkhead box 4 protein -antisense RNA 1) gene, ABO gene, TMEM65 (transmembrane protein 65) gene, OAS (2', 5'-oligoadenylate synthase) family gene, KANSL1 (KAT8 regulatory NSL complex subunit 1) gene, DPP9 (Dipeptidyl peptidase 9) genes, and the IFNAR2 (Interferon alpha and beta receptor subunit 2) gene. In addition, seven genes, LZTFL1 gene, CCHCR1 gene, FOXP4-AS1 gene, VSTM2A (V-set and transmembrane domain containing 2A) gene, OAS family gene, TAC4 (tachykinin 4) gene, DPP9 gene, and IFNAR2 gene, are healthy significantly associated with COVID-19 critically ill patients compared to those with severe disease. However, no significant single nucleotide polymorphisms (SNPs) were found in the international meta-GWAS of COVID-19 severe versus COVID-19 mild patients. Furthermore, it has been reported that there is a core haplotype in the 3p21.31 gene cluster containing the LZTFL1 gene, which is associated with exacerbation of COVID-19, and that the core haplotype was born in Neanderthals and inherited by Homo sapiens ( For example, see Non-Patent Document 1, etc.).

Zeberg H et al, “The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals.”, Nature, Vol. 587, pp. 610-612, 2020.Zeberg H et al, “The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals.”, Nature, Vol. 587, pp. 610-612, 2020.

COVID-19患者の中には酸素吸入や気管挿管が必要となる重症患者が一定数存在するが、日本人におけるCOVID-19重症化の遺伝的要因は明らかとなっていない。また、COVID-19重症患者とCOVID-19軽症患者を比較した国際メタGWASにおいてもゲノムワイド有意水準を満たす遺伝的要因は検出されていない。 Among COVID-19 patients, there are a certain number of severely ill patients who require oxygen inhalation and endotracheal intubation, but the genetic factors of the aggravation of COVID-19 in Japanese have not been clarified. In addition, no genetic factors satisfying the genome-wide significance level were detected in the international meta-GWAS, which compared COVID-19 severe patients with COVID-19 mild patients.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、新規のCOVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法及びキットを提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides novel methods and kits for detecting genetic factors of exacerbation of COVID-19.

すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
(1) COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法であって、
被験者由来のDNA含有試料中のインターロイキン-17A遺伝子座からインターロイキン-17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の一塩基多型を検出することを含む、方法。
(2) 前記一塩基多型が、NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs11962054、rs13192563、rs13192246、及びrs9474169からなる群より選択される1種以上である、(1)に記載の方法。
(3) 前記被験者由来のDNA含有試料中のForkhead box protein 4-antisense RNA 1遺伝子座及びInterferon alpha and beta receptor subunit 2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座における一塩基多型を検出することを更に含む、(1)又は(2)に記載の方法。
(4) COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出するキットであって、
インターロイキン-17A遺伝子座からインターロイキン-17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の一塩基多型を検出する1以上の核酸プローブ又はプライマーを含む、キット。
(5) 前記一塩基多型が、NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs11962054、rs13192563、rs13192246、及びrs9474169からなる群より選択される1種以上である、(4)に記載のキット。
(6) Forkhead box protein 4-antisense RNA 1遺伝子座及びInterferon alpha and beta receptor subunit 2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座における一塩基多型を検出する1以上の核酸プローブ又はプライマーを更に含む、(4)又は(5)に記載のキット。
That is, the present invention includes the following aspects.
(1) A method for detecting a genetic factor of aggravation of COVID-19, comprising:
A method comprising detecting one or more single nucleotide polymorphisms present in a region from the interleukin-17A locus to the interleukin-17F locus in a DNA-containing sample derived from a subject.
(2) The method according to (1), wherein the single nucleotide polymorphism is one or more selected from the group consisting of accession numbers rs11962054, rs13192563, rs13192246, and rs9474169 in the NCBI SNP Database.
(3) A single nucleotide polymorphism at one or more loci selected from the group consisting of forkhead box protein 4-antisense RNA 1 locus and Interferon alpha and beta receptor subunit 2 loci in the subject-derived DNA-containing sample The method of (1) or (2), further comprising detecting.
(4) A kit for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19,
A kit comprising one or more nucleic acid probes or primers that detect one or more single nucleotide polymorphisms present in the region from the interleukin-17A locus to the interleukin-17F locus.
(5) The kit according to (4), wherein the single nucleotide polymorphism is one or more selected from the group consisting of accession numbers rs11962054, rs13192563, rs13192246, and rs9474169 in the NCBI SNP Database.
(6) One or more nucleic acid probes or primers that detect single nucleotide polymorphisms at one or more loci selected from the group consisting of forkhead box protein 4-antisense RNA 1 loci and Interferon alpha and beta receptor subunit 2 loci The kit according to (4) or (5), further comprising

上記態様の方法及びキットによれば、被験者におけるCOVID-19の重症化の遺伝的要因を簡便且つ確実に検出することができる。 According to the method and kit of the above aspects, the genetic factor of the exacerbation of COVID-19 in a subject can be easily and reliably detected.

実施例1におけるsCOVID-19患者及びmCOVID-19患者の年齢分布を示すグラフである。1 is a graph showing the age distribution of sCOVID-19 patients and mCOVID-19 patients in Example 1. FIG. 実施例1における全てのCOVID-19患者及び健常者を比較した、日本人のGWASの結果を示す図である。FIG. 1 shows the results of GWAS for Japanese comparing all COVID-19 patients and healthy subjects in Example 1. FIG. 実施例2における全てのCOVID-19患者及び健常者を比較した、国際メタGWASの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of the international meta-GWAS comparing all COVID-19 patients and healthy subjects in Example 2. FIG. 実施例2における全てのCOVID-19患者及び健常者を比較した、日本人のGWAS及び国際メタGWASの統合分析の結果を示す図である。FIG. 4 shows the results of the integrated analysis of Japanese GWAS and international meta-GWAS comparing all COVID-19 patients and healthy subjects in Example 2. FIG. 実施例1におけるFOXP4-AS1、ABO、及びIFNAR2を含む3つの遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットである。4 is a LocusZoom plot of 400 kb around major SNPs in three gene regions including FOXP4-AS1, ABO, and IFNAR2 in Example 1. FIG. 実施例1における重度のCOVID-19(sCOVID-19)患者及び健常者を比較した、日本人のGWASの結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of GWAS of Japanese, comparing severe COVID-19 (sCOVID-19) patients and healthy subjects in Example 1. FIG. 実施例2におけるCOVID-19(sCOVID-19)患者及び健常者を比較した、国際メタGWASの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of the international meta-GWAS comparing COVID-19 (sCOVID-19) patients and healthy subjects in Example 2. FIG. 実施例2におけるCOVID-19(sCOVID-19)患者及び健常者を比較した、日本人のGWAS及び国際メタGWASの統合分析の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of an integrated analysis of Japanese GWAS and international meta-GWAS comparing COVID-19 (sCOVID-19) patients and healthy subjects in Example 2. FIG. 実施例2におけるFOXP4-AS1及びIFNAR2を含む2つの遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットである。2 is a LocusZoom plot of 400 kb around major SNPs in two gene regions containing FOXP4-AS1 and IFNAR2 in Example 2. FIG. 実施例1におけるCOVID-19(sCOVID-19)患者及び軽度のCOVID-19(mCOVID-19)患者を比較した、日本人のGWASの結果を示す図である。FIG. 1 shows the results of GWAS for Japanese comparing COVID-19 (sCOVID-19) patients and mild COVID-19 (mCOVID-19) patients in Example 1. FIG. 実施例2におけるCOVID-19(sCOVID-19)患者及び軽度のCOVID-19(mCOVID-19)患者を比較した、国際メタGWASの結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of an international meta-GWAS comparing COVID-19 (sCOVID-19) and mild COVID-19 (mCOVID-19) patients in Example 2. FIG. 実施例2におけるCOVID-19(sCOVID-19)患者及び軽度のCOVID-19(mCOVID-19)患者を比較した、日本人のGWAS及び国際メタGWASの統合分析の結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of a pooled analysis of Japanese GWAS and international meta-GWAS comparing COVID-19 (sCOVID-19) patients and mild COVID-19 (mCOVID-19) patients in Example 2. 実施例2におけるILF17A及びILF17Fを含む遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットである。Fig. 3 is a LocusZoom plot of 400 kb around major SNPs in the gene region containing ILF17A and ILF17F in Example 2; 重度及び軽度のCOVID-19患者を比較したGWASで特定された3つのSNPのeQTLデータである。eQTL data for three GWAS-identified SNPs comparing severe and mild COVID-19 patients.

本発明の一実施形態に係るCOVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法及びキット(以下、「本実施形態の方法」、「本実施形態のキット」とそれぞれ略記する場合がある)の詳細を以下に説明する。 Method and kit for detecting genetic factors of COVID-19 exacerbation according to one embodiment of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as "method of this embodiment" and "kit of this embodiment") details are described below.

<COVID-19>
本明細書において、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)とは、Coronavirus disease 2019の略称であり、SARSコロナウイルス-2(SARS-CoV-2)感染により発症する感染症である。SARSコロナウイルス-2は、β-コロナウイルス属に属し、キクガシラコウモリ属から分離されたコロナウイルスと遺伝学的に密接な関係があると考えられている。
<COVID-19>
As used herein, the novel coronavirus infection (COVID-19) is an abbreviation for Coronavirus disease 2019, and is an infectious disease caused by SARS coronavirus-2 (SARS-CoV-2) infection. SARS coronavirus-2 belongs to the β-coronavirus genus and is believed to be genetically closely related to coronaviruses isolated from the horseshoe bat genus.

<COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法>
本実施形態の方法は、COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法であって、
被験者由来のDNA含有試料中のインターロイキン-17A(ILF17A)遺伝子座からインターロイキン-17F(ILF17F)遺伝子座までの領域に存在する1以上の一塩基多型(SNP)を検出することを含む。
<Method for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19>
The method of the present embodiment is a method of detecting genetic factors for the severity of COVID-19,
Detecting one or more single nucleotide polymorphisms (SNPs) present in the region from the interleukin-17A (ILF17A) locus to the interleukin-17F (ILF17F) locus in a DNA-containing sample from the subject.

発明者らは、後述する実施例に示すように、国立国際医療研究センターのバイオバンクに登録された503例のCOVID-19患者、及び1,276例の日本人健常対照者を対象として、Illumina社製のJapanese Screening Array(JSA)によるゲノムワイドSNPタイピングを実施し、SARS-Cov-2感染で重症化した患者群と軽症であった患者群を比較するゲノムワイド関連解析(GWAS)を実施した結果、COVID-19の重症化に関連するSNPとして、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在するSNPを同定した。ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在するSNPとしては、例えば、NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs11962054、rs13192563、rs13192246、rs9474169等が挙げられる。これらSNPを単独で検出対象としてよく、2種以上組み合わせて検出対象としてもよい。 As shown in the examples below, the inventors used Illumina in 503 COVID-19 patients registered in the Biobank of the National Center for Global Health and Medicine and 1,276 Japanese healthy controls. Genome-wide SNP typing was performed using the company's Japanese Screening Array (JSA), and a genome-wide association analysis (GWAS) was performed to compare a group of patients with severe and mild SARS-Cov-2 infection. As a result, SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus were identified as SNPs associated with aggravation of COVID-19. Examples of SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus include accession numbers rs11962054, rs13192563, rs13192246, rs9474169, etc. in the NCBI SNP Database. Each of these SNPs may be used as a detection target alone, or two or more of them may be used as a detection target in combination.

さらに、発明者らは、後述する実施例に示すように、COVID-19hgが公開している国際メタGWASの統計値と日本人GWASの統計値を統合した結果、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPがゲノムワイド有意水準を満たすことを見出し、本発明を完成するに至った。 Furthermore, as shown in the examples below, the inventors integrated the statistics of the international meta-GWAS published by COVID-19hg and the statistics of the Japanese GWAS, and found that from the ILF17A locus to the ILF17F locus The inventors found that the above SNP present in the region satisfies the genome-wide significance level, thereby completing the present invention.

本実施形態の方法によれば、被験者におけるCOVID-19の重症化の遺伝的要因を簡便且つ確実に検出することができる。 According to the method of the present embodiment, genetic factors of aggravation of COVID-19 in a subject can be easily and reliably detected.

被験者由来のDNA含有試料としては、被験者の生体から採取されたものであれば特別な限定はないが、例えば、血液、血清、血漿、尿、バフィーコート、唾液、精液、胸部滲出液、脳脊髄液、涙液、痰、粘液、リンパ液、腹水、胸水、羊水、膀胱洗浄液、気管支肺胞洗浄液、毛髪、便、生体から直接採取された細胞又は組織等が挙げられ、これらに限定されない。これら試料からDNAを抽出して、後述する検出に用いられる試料とすることが好ましい。 The subject-derived DNA-containing sample is not particularly limited as long as it is collected from the subject's body. Fluid, tears, sputum, mucus, lymph, ascites, pleural fluid, amniotic fluid, bladder lavage, bronchoalveolar lavage, hair, stool, cells or tissues directly collected from a living body, and the like, but are not limited thereto. It is preferable to extract DNA from these samples and use it as a sample to be used for detection, which will be described later.

DNAの抽出方法としては、特別な限定はなく、公知の方法を用いて抽出することができる。例えば、フェノール/クロロホルム法、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)法等が挙げられる。DNAの抽出には、市販のキットを用いてもよい。当該キットとしては、例えば、Wizard Genomic DNA Purification Kit(Promega製)等が挙げられる。 The method for extracting DNA is not particularly limited, and any known method can be used for extraction. For example, the phenol/chloroform method, the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) method, and the like can be mentioned. A commercially available kit may be used for DNA extraction. Examples of such kits include Wizard Genomic DNA Purification Kit (manufactured by Promega) and the like.

また、DNAは、mRNAを抽出し、当該mRNAを鋳型として合成されたcDNAであってもよい。mRNAの抽出方法としては、特別な限定はなく、公知の方法を用いて抽出することができる。例えば、グアニジンイソチオシアネート法等が挙げられる。mRNAの抽出には、市販のキットを用いてもよい。当該キットとしては、例えば、NucleoTrap(登録商標) mRNA Kit(Clontech製)等が挙げられる。cDNAの合成方法についても、特別な限定はなく、公知の方法を用いて合成することができる。例えば、ランダムプライマー又はポリTプライマーを用いて、RNAから逆転写酵素-ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)によりcDNAを合成することができる。 Alternatively, the DNA may be cDNA synthesized by extracting mRNA and using the mRNA as a template. The method for extracting mRNA is not particularly limited, and it can be extracted using a known method. Examples include the guanidine isothiocyanate method. A commercially available kit may be used for the extraction of mRNA. Examples of such kits include NucleoTrap (registered trademark) mRNA Kit (manufactured by Clontech) and the like. The method for synthesizing cDNA is also not particularly limited, and it can be synthesized using a known method. For example, cDNA can be synthesized from RNA by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) using random primers or polyT primers.

ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPの検出は、公知のSNP検出法を用いて検出することができる。例えば、直接配列決定法、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法、制限酵素断片長多型(RFLP)法、ハイブリダイゼーション法、TaqMan(登録商標) PCR法(以下、「登録商標」との記載を省略する)、質量分析法等を用いる方法が挙げられる。 Detection of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus can be detected using a known SNP detection method. For example, direct sequencing method, polymerase chain reaction (PCR) method, restriction fragment length polymorphism (RFLP) method, hybridization method, TaqMan (registered trademark) PCR method (hereinafter, the description of "registered trademark" is omitted) ), a method using mass spectrometry, and the like.

直接配列決定法は、上記被験者由来のDNA含有試料中の検出対象であるILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPを含む領域を、ベクターにクローニングするか又はPCRで増幅し、当該領域の塩基配列を決定することにより行う。クローニングの方法としては、適切なプローブを用いてcDNAライブラリーからスクリーニングすることにより、クローニングすることができる。また、適切なプライマーを用いてPCR反応により増幅し、適切なベクターに連結することによりクローニングすることができる。さらに、別のベクターにサブクローニングすることもできるが、これらに限定されない。ベクターとしては、例えば、pBlue-Script SK(+)(Stratagene製)、pGEM-T(Promega製)、pAmp(Gibco-BRL製)、p-Direct(Clontech製)、pCR2.1-TOPO(Invitrogene製)等の市販のプラスミドベクター、ウイルスベクター、人工染色体ベクターやコスミドベクターを用いることができる。塩基配列の決定としては、公知の方法を用いることができ、例えば、放射性マーカーヌクレオチドを使用する手動式配列決定法や、ダイターミネーターを使用する自動配列決定法が挙げられるが、これらに限定されない。このようにして得られた塩基配列に基づき、検体がILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPを有するか否かを決定する。 In the direct sequencing method, the region containing the SNP present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus to be detected in the subject-derived DNA-containing sample is cloned into a vector or amplified by PCR, This is done by determining the base sequence of the region. As a cloning method, cloning can be performed by screening a cDNA library using an appropriate probe. Alternatively, it can be cloned by amplifying by PCR reaction using appropriate primers and ligating into an appropriate vector. Furthermore, it can be subcloned into another vector, but is not limited to these. Examples of vectors include pBlue-Script SK (+) (manufactured by Stratagene), pGEM-T (manufactured by Promega), pAmp (manufactured by Gibco-BRL), p-Direct (manufactured by Clontech), pCR2.1-TOPO (manufactured by Invitrogene ) and other commercially available plasmid vectors, virus vectors, artificial chromosome vectors, and cosmid vectors can be used. A known method can be used for determining the base sequence. Examples include, but are not limited to, manual sequencing using a radioactive marker nucleotide and automatic sequencing using a dye terminator. Based on the nucleotide sequence thus obtained, it is determined whether or not the specimen has the above SNP present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus.

PCR法は、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPを有する配列にのみハイブリダイズするオリゴヌクレオチドプライマー(以下、「ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域のSNP検出用プライマー」と称する場合がある)を用いて行う。上述のとおりILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域には複数のSNPが存在することから、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域のSNP検出用プライマーは、全てのSNPを検出し得るプライマーを単独で用いてもよく、各SNPを検出し得るプライマーを2種以上組み合わせて用いてもよい。このプライマーを使用して検体のDNAを増幅する。ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域のSNP検出用プライマーがPCR産物を生成した場合には、検体はILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPを有することになる。PCR産物が生成されなかった場合には、検体にはILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPがないことが示される。 In the PCR method, an oligonucleotide primer that hybridizes only to the sequence having the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus (hereinafter referred to as "primer for detecting SNPs in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus"). (sometimes referred to as ). As described above, since there are multiple SNPs in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus, the SNP detection primers for the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus are primers that can detect all SNPs. A single primer may be used, or two or more primers capable of detecting each SNP may be used in combination. The primers are used to amplify the sample's DNA. If the primers for detecting SNPs in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus generate a PCR product, the specimen will have one or more of the SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus. . If no PCR product is generated, it indicates that the sample does not have the SNP present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus.

RFLP法は、まず、検出対象のILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPを含む領域をPCRで増幅する。続いてこのPCR産物を、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPを含む領域に適する制限酵素で切断する。制限酵素により消化されたPCR産物は、ゲル電気泳動で分離し、エチジウムブロマイド染色で可視化する。当該断片長を、分子量マーカー、並びに、対照として、制限酵素処理していない上記PCR産物等と比較して、検体におけるILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPの存在を検出することができる。 In the RFLP method, first, a region containing one or more of the SNPs present in the detection target region from the ILF17A locus to the ILF17F locus is amplified by PCR. This PCR product is then cut with a restriction enzyme appropriate to the region containing one or more of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus. The restriction enzyme-digested PCR products are separated by gel electrophoresis and visualized by ethidium bromide staining. Presence of one or more SNPs in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus in the sample by comparing the length of the fragment with the molecular weight marker and the PCR product not treated with restriction enzymes as a control. can be detected.

ハイブリダイゼーション法は、検体由来のDNAが、それに対し相補的なDNA分子(例えば、オリゴヌクレオチドプローブ)とハイブリダイズする性質に基づき、検体におけるILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPの有無を決定する方法である。コロニーハイブリダイゼーション、プラークハイブリダイゼーション、サザンブロット等の公知のハイブリダイゼーション等のハイブリダイゼーション及び検出のための種々の技術を利用してこのハイブリダイゼーション法を行うことができる。ハイブリダイゼーション法の詳細な手順については、「Molecular Cloning、A Laboratory Manual 3rd ed.」(Cold Spring Harbor Press(2001);特にSection6-7)、「Current Protocols in Molecular Biology」(John Wiley&Sons(1987-1997);特にSection6.3-6.4)、「DNA Cloning 1:Core Techniques,A Practical Approach 2nd ed.」(Oxford University(1995);ハイブリダイゼーション条件については特にSection2.10)等を参照することができる。さらに、ハイブリダイゼーションはDNAチップを利用して検出することもできる。当該方法としては、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPに特異的なオリゴヌクレオチドプローブを設計し、それを固相支持体に貼りつけたものを用いる。そして、検体由来のDNAサンプルを当該DNAチップと接触させて、ハイブリダイゼーションを検出する。 The hybridization method is based on the property that the sample-derived DNA hybridizes with a DNA molecule complementary thereto (for example, an oligonucleotide probe). is a method for determining the presence or absence of the above SNP. Various techniques for hybridization and detection, such as colony hybridization, plaque hybridization, Southern blotting, and other known hybridizations, can be used for this hybridization method. For detailed procedures of the hybridization method, see "Molecular Cloning, A Laboratory Manual 3rd ed." (Cold Spring Harbor Press (2001); especially Sections 6-7), "Current Protocols in Molecular Biology" (John Wiley, 1987; ); especially Section 6.3-6.4), "DNA Cloning 1: Core Techniques, A Practical Approach 2nd ed." (Oxford University (1995); especially Section 2.10 for hybridization conditions) can. Furthermore, hybridization can also be detected using a DNA chip. In this method, an oligonucleotide probe specific to the above SNP present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus is designed and attached to a solid support. Then, a DNA sample derived from the specimen is brought into contact with the DNA chip to detect hybridization.

TaqMan PCR法は、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPに特異的なTaqManプローブとTaqポリメラーゼを用い、SNPの検出とSNPを含む領域の増幅とを同時並行で行う方法である。TaqManプローブは、5’末端が蛍光物質、3’末端がクエンチャーで標識されている約20塩基前後のオリゴヌクレオチドであり、目的のSNP部位にハイブリダイズするよう設計されている。Taqポリメラーゼは5’→3’ヌクレアーゼ活性がある。これらのTaqManプローブ及びTaqポリメラーゼ存在下で目的のSNP部位を含む領域を増幅するよう設計されたPCRプライマーを用いて該SNP部位を含む領域を増幅すると、増幅と並行して、TaqManプローブが鋳型DNAの目的のSNP部位にハイブリダイズする。フォワードプライマー側からの伸長反応が、鋳型にハイブリダイズした、TaqManプローブに到達すると、Taqポリメラーゼの5’→3’ヌクレアーゼ活性により、TaqManプローブの5’末端に結合していた蛍光物質が切断される。その結果、遊離した蛍光物質はクエンチャーの影響を受けなくなり、蛍光を発生する。蛍光強度の測定により、SNP検出が可能となる。 The TaqMan PCR method uses TaqMan probes and Taq polymerase specific to the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus, and is a method in which SNP detection and SNP-containing region amplification are performed in parallel. be. A TaqMan probe is an oligonucleotide of about 20 bases labeled with a fluorescent substance at the 5' end and a quencher at the 3' end, and is designed to hybridize to the SNP site of interest. Taq polymerase has 5' to 3' nuclease activity. When a region containing the SNP site of interest is amplified using these TaqMan probes and PCR primers designed to amplify the region containing the SNP site of interest in the presence of Taq polymerase, the TaqMan probe is converted to template DNA in parallel with the amplification. hybridizes to the SNP site of interest. When the extension reaction from the forward primer side reaches the TaqMan probe hybridized to the template, the 5' to 3' nuclease activity of Taq polymerase cleaves the fluorescent substance bound to the 5' end of the TaqMan probe. . As a result, the liberated fluorescent substance is no longer affected by the quencher and emits fluorescence. Measurement of fluorescence intensity enables SNP detection.

質量分析法を用いた方法としては、例えば、MALDI-TOF/MS法を応用したSNPタイピング方法として、プライマー伸長法と組み合わせた方法もあげられる。この方法はハイスループットな解析が可能であり、1)PCR、2)PCR産物の精製、3)プライマー伸長反応、4)伸長産物の精製、5)質量分析、6)ジェノタイプ決定、のステップにより解析する。まずPCRによって、目的とするSNP部位を含む領域をゲノムDNAから増幅する。PCRプライマーは、SNP部位塩基と重複しないように設計する。そして、エキソヌクレアーゼとエビのアルカリホスファターゼを用いて酵素的除去方法により精製するかエタノール沈殿法を用いて精製する。次に、3’末端がSNP部位に直接隣接するように設計したジェノタイピングプライマーを用いて、プライマー伸長反応を行う。PCR産物を高温で変性し、過剰のジェノタイピングプライマーを加えて、アニールさせる。ddNTPとDNAポリメラーゼを反応系に添加し、サーマルサイクル反応させると、ジェノタイピングプライマーよりも1塩基長いオリゴマーが生じる。この伸長反応で生じる1塩基長いオリゴマーは、ジェノタイピングプライマーの上記設計により、アリルに応じて異なる。精製した伸長反応産物について質量分析を行い、マススペクトルから解析する。 As a method using mass spectrometry, for example, a SNP typing method applying MALDI-TOF/MS method may be combined with a primer extension method. This method enables high-throughput analysis, and by the steps of 1) PCR, 2) purification of PCR products, 3) primer extension reaction, 4) purification of extension products, 5) mass spectrometry, and 6) genotyping. To analyze. First, a region containing the SNP site of interest is amplified from genomic DNA by PCR. PCR primers are designed so as not to overlap with the SNP site bases. It is then purified by enzymatic removal using exonuclease and shrimp alkaline phosphatase or by ethanol precipitation. A primer extension reaction is then performed using a genotyping primer designed so that the 3' end immediately flanks the SNP site. The PCR products are denatured at elevated temperature and excess genotyping primers are added and allowed to anneal. When ddNTP and DNA polymerase are added to the reaction system and subjected to thermal cycle reaction, an oligomer one base longer than the genotyping primer is produced. Oligomers one base longer generated in this extension reaction differ according to alleles due to the above design of genotyping primers. The purified elongation reaction product is subjected to mass spectrometry and analyzed from the mass spectrum.

その他の検出方法としては、ハイスループットが可能なSNPタイピング法として、1分子蛍光分析法を応用した方法等が挙げられる。例えば、MF20/10S(オリンパス製)は、当該方法を採用したシステムである。具体的には、共焦点レーザー光学系と高感度光検出器を用いて、約1フェムトリットル(1000兆分の1リットル)の超微小領域中で、相補的及び非相補的なプライマーを用いたPCR法によって増幅した蛍光ラベルプライマーの1分子レベルの並進拡散時間を計測及び解析するものである。 Other detection methods include SNP typing methods capable of high throughput, methods applying single-molecule fluorescence spectrometry, and the like. For example, MF20/10S (manufactured by Olympus) is a system that employs this method. Specifically, using a confocal laser optical system and a highly sensitive photodetector, complementary and non-complementary primers are used in an ultra-small area of about 1 femtoliter (1/1000 trillion liter). This is to measure and analyze the single-molecule-level translational diffusion time of fluorescent labeled primers amplified by the PCR method.

また、DNAチップによる方法も、ハイスループットが可能なタイピングの1つである。DNAチップは、基板上に多種類のDNAプローブを整列して固定したもので、標識したDNA試料をチップ上でハイブリダイゼーションし、プローブによる蛍光シグナルを検出する。 A method using a DNA chip is also one type of typing that allows high throughput. A DNA chip has many types of DNA probes arrayed and immobilized on a substrate, and a labeled DNA sample is hybridized on the chip to detect fluorescent signals from the probes.

PCR法以外の遺伝子増幅法を利用したSNPタイピング方法の例として、Snipper法が挙げられる。当該方法は、環状一本鎖DNAを鋳型としてDNAポリメラーゼがその上を移動しながら相補鎖DNAを合成するDNA増幅方法であるRCA(rolling circle amplification)法を応用したSNPタイピング法である。プローブは80塩基長以上90塩基長以下のオリゴDNAで、標的SNP部位の5’末端及び3’末端近傍のそれぞれに相補的な10塩基長20塩基長以下の配列を両末端に含んでおり、標的DNAにアニールして環状になるように設計されている。また、プローブの3’末端が標的SNP部位に相補的配列となるよう設計されている。プローブの3’末端が標的SNP部位と完全に相補的であれば、プローブは環状化されるが、プローブの3’末端がミスマッチであるとプローブは環状化されない。またプローブには、40塩基長以上50塩基長以下のバックボーン配列があり、2種類のRCA増幅プライマーと相補的な配列が含まれる。 An example of the SNP typing method using a gene amplification method other than the PCR method is the Snipper method. This method is a SNP typing method that applies the RCA (rolling circle amplification) method, which is a DNA amplification method in which complementary strand DNA is synthesized while DNA polymerase moves over circular single-stranded DNA as a template. The probe is an oligo DNA with a length of 80 bases or more and 90 bases or less, and contains sequences of 10 base lengths and 20 base lengths or less complementary to the vicinity of the 5' end and 3' end of the target SNP site at both ends, It is designed to anneal to the target DNA and become circular. Also, the 3' end of the probe is designed to have a sequence complementary to the target SNP site. If the 3' end of the probe is perfectly complementary to the target SNP site, the probe will be circularized, but if the 3' end of the probe is mismatched, the probe will not be circularized. The probe also has a backbone sequence of 40 to 50 nucleotides in length and contains sequences complementary to two types of RCA amplification primers.

PCR法以外の遺伝子増幅法を利用したSNPタイピング方法の他の例としては、例えば、UCAN法やLAMP法を利用したタイピング方法が挙げられる。 Other examples of SNP typing methods using gene amplification methods other than the PCR method include, for example, typing methods using the UCAN method and the LAMP method.

UCAN法は、タカラバイオが開発した遺伝子等温増幅法であるICAN法を応用した方法である。UCAN法では、プライマー前駆体としてDNA-RNA-DNAキメラオリゴヌクレオチド(DRD)を用いる。このDRDプライマー前駆体は、DNAポリメラーゼによる鋳型DNAの複製が起こらないように、3’末端のDNAが修飾されており、SNPサイトにRNA部分が結合するように設計されている。このDRDプライマー前駆体を鋳型とインキュベートすると、DRDプライマーと鋳型が完全にマッチしている場合のみ、共存するRNase Hが対合したDRDプライマーのRNA部分を切断する。これにより、プライマー3’末端は修飾DNAが外れて新しくなるため、DNAポリメラーゼによる伸長反応が進み、鋳型DNAが増幅される。一方、DRDプライマーと鋳型DNAがマッチしない場合、RNase HはDRDプライマーを切断せず、DNA増幅も起こらない。パーフェクトマッチしたDRDプライマー前駆体がRNase Hによって切断された後の増幅反応は、ICAN反応メカニズムによって進行する。 The UCAN method is a method that applies the ICAN method, which is an isothermal gene amplification method developed by Takara Bio. The UCAN method uses DNA-RNA-DNA chimeric oligonucleotides (DRD) as primer precursors. This DRD primer precursor is designed such that the DNA at the 3' end is modified so that replication of the template DNA by DNA polymerase does not occur, and the RNA portion binds to the SNP site. When this DRD primer precursor is incubated with the template, the coexisting RNase H cleaves the RNA portion of the paired DRD primer only when the DRD primer and template are perfectly matched. As a result, the modified DNA is removed from the 3' end of the primer and a new one is formed, so that the elongation reaction by the DNA polymerase proceeds and the template DNA is amplified. On the other hand, if the DRD primer and template DNA do not match, RNase H will not cleave the DRD primer and no DNA amplification will occur. The amplification reaction after the perfectly matched DRD primer precursor is cleaved by RNase H proceeds by the ICAN reaction mechanism.

LAMP法は、栄研化学によって開発された遺伝子等温増幅法で、標的遺伝子の6箇所の領域(3’末端側からF3c、F2c、F1c、5’末端側からB3、B2、B1)を規定し、当該6領域に対する4種類のプライマー(FIPプライマー、F3プライマー、BIPプライマー、B3プライマー)を用いて増幅する。タイピングを目的とする場合は、F1-B1間は標的SNP部位(1塩基)のみでよく、FIPプライマー及びBIPプライマーを、その5’末端にSNPの1塩基がくるように設計する。SNPがない場合、LAMP法の起点構造であるダンベル構造からDNAの合成反応が起こり、増幅反応が連続的に進行する。SNPがある場合は、ダンベル構造からのDNA合成反応が起こらず、増幅反応は進行しない。 The LAMP method is a gene isothermal amplification method developed by Eiken Chemical, which defines six regions of the target gene (F3c, F2c, F1c from the 3' end, B3, B2, B1 from the 5' end). , using four types of primers (FIP primer, F3 primer, BIP primer, B3 primer) for the six regions. For the purpose of typing, only the target SNP site (1 base) is sufficient between F1 and B1, and the FIP primer and BIP primer are designed so that the 1 base of the SNP is at the 5' end. In the absence of SNPs, a DNA synthesis reaction occurs from the dumbbell structure, which is the origin structure of the LAMP method, and the amplification reaction proceeds continuously. When SNP is present, DNA synthesis reaction from dumbbell structure does not occur, and amplification reaction does not proceed.

インベーダー(Invader)法は、核酸増幅法を用いず、2種類の非蛍光標識プローブ(アレルプローブ、インベーダープローブ) と1種類の蛍光標識プローブ(FRETプローブ)及びエンドヌクレアーゼであるCleavaseを用いる方法である。アレルプローブは、鋳型DNAに対しSNP部位から3’末端側に相補的な配列があり、プローブの5’末端側にフラップという鋳型DNAと無関係な配列がある。インベーダープローブは、鋳型DNAのSNP部位から5’末端側に相補的な配列があり、SNP部位に相当する部分の塩基は任意の塩基がある。FRETプローブは、3’末端側にフラップ配列に相補的な配列がある。一方の5’末端側は蛍光色素及びクエンチャーで標識されているが、FRETプローブは分子内で2本鎖を形成するよう設計されており、通常は消光されている。これらを鋳型DNAと反応させると、アレルプローブが鋳型DNAと2本鎖を形成したときに、SNP部位にインベーダープローブの3’末端(任意塩基部分)が侵入する。Cleavaseは、当該塩基が侵入した構造を認識して、アレルプローブのフラップ部分を切断する。次に、この遊離したフラップがFRETプローブの相補配列と結合すると、フラップの3’末端がFRETプローブの分子内二本鎖部分に侵入する。Cleavaseは、上記アレルプローブとインベーダープローブの場合と同様に、このFRETプローブにフラップの塩基が侵入した構造を認識し、FRETプローブの蛍光色素を切断する。蛍光色素はクエンチャーから離れるため、蛍光が発生する。アレルプローブが鋳型DNAとマッチしない場合は、Cleavaseが認識する、上記特異的な構造が形成されないため、フラップは切断されない。 The Invader method is a method that uses two types of non-fluorescent labeled probes (allele probe, invader probe), one type of fluorescent labeled probe (FRET probe), and Cleavase, which is an endonuclease, without using a nucleic acid amplification method. . Allele probes have a sequence complementary to the template DNA on the 3'-end side from the SNP site, and a sequence unrelated to the template DNA called a flap on the 5'-end side of the probe. The invader probe has a complementary sequence on the 5' end side from the SNP site of the template DNA, and the portion corresponding to the SNP site has any base. The FRET probe has a sequence complementary to the flap sequence on the 3' end side. One 5' end is labeled with a fluorescent dye and a quencher, but the FRET probe is designed to form a double strand intramolecularly and is usually quenched. When these are reacted with the template DNA, the 3' end (arbitrary base portion) of the invader probe penetrates into the SNP site when the allele probe forms a double strand with the template DNA. Cleavase recognizes the structure invaded by the base and cleaves the flap portion of the allele probe. When this released flap then binds to the complementary sequence of the FRET probe, the 3' end of the flap penetrates the intramolecular double-stranded portion of the FRET probe. Cleavase recognizes the structure in which the base of the flap penetrates into the FRET probe, and cleaves the fluorescent dye of the FRET probe, as in the case of the allele probe and the invader probe. As the fluorochrome moves away from the quencher, fluorescence is generated. If the allele probe does not match the template DNA, the specific structure recognized by Cleavase is not formed, and the flap is not cleaved.

SNPの検出にプライマーを用いる場合は、増幅する領域及びタイピング方法に即したプライマーとなるように設計する。例えば、上記領域を完全に増幅できることが好ましく、上記領域の両端付近の配列に基づいて配列を設計できる。プライマーの設計手法は当技術分野で周知であり、本実施形態の方法において使用可能なプライマーは、特異的なアニーリングが可能な条件を満たす、例えば特異的なアニーリングが可能な長さ及び塩基組成(融解温度)を有するように設計される。増幅する領域の長さは、タイピングに支障がない限り制限はないし、検出方法により適宜増減してよい。また、増幅される領域の一部にはSNP部位が含まれるが、増幅される領域内における当該部位の位置に制限はなく、検出方法(タイピング方法)にしたがって適切な位置に配置してよい。そのためプライマーの設計にあたり、プライマーとSNP部位との位置関係は、検出方法にあわせて自由に設計でき、検出しようとするSNPを含む領域(例えば、連続した50塩基長以上500塩基長以下)にハイブリダイズする限り、タイピング方法の特性を考慮しながら、プライマーを設計できる。プライマーとしての機能を発揮する長さとしては、10塩基以上100塩基以下が好ましく、15塩基以上50塩基以下がより好ましく、15塩基以上30塩基以下がさらに好ましい。また設計の際には、任意の核酸鎖の50%がその相補鎖とハイブリッドを形成する温度であるプライマーの融解温度(Tm)を確認することが好ましい。鋳型となるDNAとプライマーとが二本鎖を形成してアニーリングするためには、アニーリングの温度を最適化する必要があるが、その一方で、この温度をより低すぎると非特異的な反応がおこるため、好ましくないからである。Tmの確認には、公知のプライマー設計用ソフトウェアを利用することができる。 When primers are used for SNP detection, they are designed to be suitable for the region to be amplified and the typing method. For example, it is preferable to be able to fully amplify the region, and sequences can be designed based on the sequences near the ends of the region. Techniques for designing primers are well known in the art, and primers that can be used in the method of the present embodiment satisfy conditions that allow specific annealing, such as length and base composition that allow specific annealing ( melting temperature). The length of the region to be amplified is not limited as long as it does not interfere with typing, and may be increased or decreased as appropriate depending on the detection method. Moreover, although a part of the region to be amplified contains the SNP site, there is no restriction on the position of the site in the region to be amplified, and it may be arranged at an appropriate position according to the detection method (typing method). Therefore, when designing primers, the positional relationship between the primer and the SNP site can be freely designed according to the detection method, and the region containing the SNP to be detected (for example, a continuous base length of 50 bases or more and 500 bases or less). As long as you do so, you can design primers while taking into account the characteristics of your typing method. The length that exhibits the function as a primer is preferably 10 to 100 bases, more preferably 15 to 50 bases, and even more preferably 15 to 30 bases. In designing, it is preferable to confirm the melting temperature (Tm) of the primer, which is the temperature at which 50% of any nucleic acid strand forms a hybrid with its complementary strand. In order for the template DNA and the primer to form double strands and anneal, the annealing temperature must be optimized. It is not desirable because it will cause Known primer design software can be used to confirm the Tm.

SNPの検出にプローブを用いる場合は、プローブがSNP部位を認識するように設計する。プローブ設計において、SNP部位は、タイピング方法にあわせて、プローブ内のいずれかの場所で認識されればよく、タイピング方法によっては、プローブの末端で認識されてもよい。SNP検出用ポリヌクレオチドをプローブとする場合、ゲノムDNAに相補的な塩基配列の長さは、通常15塩基以上200塩基以下であり、15塩基以上100塩基以下が好ましく、15塩基以上50塩基以下がより好ましいが、タイピング方法によってはこれより長くても短くてもよい。 When probes are used to detect SNPs, they are designed to recognize SNP sites. In designing a probe, the SNP site may be recognized anywhere in the probe according to the typing method, and may be recognized at the end of the probe depending on the typing method. When the SNP detection polynucleotide is used as a probe, the length of the base sequence complementary to the genomic DNA is usually 15 to 200 bases, preferably 15 to 100 bases, and 15 to 50 bases. Although more preferred, it may be longer or shorter depending on the typing method.

本実施形態の方法において、検体中にILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の上記SNPが検出された場合に、SARS-CoV-2感染によるCOVID-19が重症化する可能性があることを示す。 In the method of this embodiment, when one or more of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus are detected in the specimen, COVID-19 due to SARS-CoV-2 infection may become severe. indicates that there is

本実施形態の方法は、COVID-19の重症化リスクの予測精度の向上に直結するものであり、重症化リスクの高い症例に対して選択的にワクチン接種や、治療及び投薬を実施することが可能となる。 The method of the present embodiment is directly linked to improving the accuracy of predicting the risk of aggravation of COVID-19. It becomes possible.

なお、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPの存在は、ホモ又はヘテロのいずれでもよいが、ILF17Fの発現量との関連性から、ホモであるほうがCOVID-19の重症化リスクがより高い可能性があると考えられる。 The presence of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus may be either homozygous or heterozygous. It is considered that the risk may be higher.

本実施形態の方法において、ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPの検出に加えて、他のCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPやハプロタイプを検出してもよい。ILF17A遺伝子座からILF17F遺伝子座までの領域に存在する上記SNPの検出と組み合わせてこれらSNPやハプロタイプを検出することで、COVID-19の重症化の可能性の有無をより精度が高く判断することができ、診断の信頼度がより高まる。 In the method of the present embodiment, in addition to the detection of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus, other SNPs and haplotypes related to the possibility of aggravation of COVID-19 are detected. may By detecting these SNPs and haplotypes in combination with the detection of the above SNPs present in the region from the ILF17A locus to the ILF17F locus, it is possible to determine the possibility of aggravation of COVID-19 with higher accuracy. and increase the reliability of diagnosis.

他のCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
LZTFL1(leucine zipper transcription Factor like 1)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs35081325;
CCHCR1(Coiled-coil alpha-herical rod protein 1)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs111837807;
FOXP4-AS1(Forkhead box protein 4-antisense RNA 1)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs1853837;
VSTM2A(V-set and transmembrane domain containing 2A)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs71525842;
OAS(2’,5’-オリゴアデニル酸合成酵素)ファミリー遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2269899;
TAC4(tachykinin 4)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs77534576;
DPP9(Dipeptidyl peptidase 9)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2109069;
IFNAR2(Interferon alpha and beta receptor subunit 2)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2186317、rs62226132、rs62226152、rs4553897、rs12482556、rs11088247、rs2300370、rs2248420、rs2834154、rs6517153、rs17860142、rs3153、rs9636867、rs1131964、rs12482014、rs12482193、rs12482060、rs17860165、rs17860169、rs1051393、rs9976829、rs2834157、rs2236756、rs2252639、rs2252650、rs2284549、rs2284550、rs2284551、rs12053666、rs2073361、rs2834161、rs2834163、rs2834164、rs2834165、rs2236757。
Other SNPs associated with potential severity of COVID-19 include, for example:
SNP in the LZTFL1 (leucine zipper transcription factor like 1) locus: accession number rs35081325 in the NCBI SNP Database;
SNP in the CCHCR1 (Coiled-coil alpha-herical rod protein 1) locus: accession number rs111837807 in the NCBI SNP Database;
SNP in FOXP4-AS1 (Forkhead box protein 4-antisense RNA 1) locus: accession number rs1853837 in NCBI SNP Database;
SNP in VSTM2A (V-set and transmembrane domain containing 2A) locus: accession number rs71525842 in NCBI SNP Database;
SNPs in OAS (2′,5′-oligoadenylate synthase) family loci: accession number rs2269899 in the NCBI SNP Database;
SNP in the TAC4 (tachykinin 4) locus: accession number rs77534576 in the NCBI SNP Database;
SNP in the DPP9 (Dipeptidyl peptidase 9) locus: accession number rs2109069 in the NCBI SNP Database;
IFNAR2(Interferon alpha and beta receptor subunit 2)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2186317、rs62226132、rs62226152、rs4553897、rs12482556、rs11088247、rs2300370、rs2248420、rs2834154、rs6517153、rs17860142、rs3153、rs9636867、rs1131964、rs12482014 、rs12482193、rs12482060、rs17860165、rs17860169、rs1051393、rs9976829、rs2834157、rs2236756、rs2252639、rs2252650、rs2284549、rs2284550、rs2284551、rs12053666、rs2073361、rs2834161、rs2834163、rs2834164、rs2834165、rs2236757。

これらのSNPを単独で検出対象としてもよく、2種以上組み合わせて検出対象としてもよい。検体中にこれらのSNPが検出された場合に、当該検体がCOVID-19の重症化の可能性があると判定することができる。
中でも、後述する実施例に示すように、COVID-19重症患者と健常者を比較した国際メタGWASに加えて、日本人におけるGWASでも関連性が再現されていることから、FOXP4-AS1遺伝子座及びIFNAR2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座におけるSNPが好ましい。
These SNPs may be detected singly or in combination of two or more. When these SNPs are detected in a sample, it can be determined that the sample may have aggravation of COVID-19.
Among them, as shown in the examples below, in addition to the international meta-GWAS that compared COVID-19 severe patients and healthy subjects, the relevance was also reproduced in the GWAS in Japanese, so the FOXP4-AS1 locus and SNPs at one or more loci selected from the group consisting of IFNAR2 loci are preferred.

また、上述したCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPに加えて、COVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPを検出してもよい。 In addition to the SNPs related to the presence or absence of the possibility of aggravation of COVID-19 described above, SNPs related to the presence or absence of the possibility of developing COVID-19 (or susceptibility to SARS-CoV-2) are detected. may

COVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
LZTFL1遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs35081325;
CCHCR1遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs111837807;
FOXP4-AS1遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2894439、rs9367106、rs12660421、rs1853837、rs55889968、rs12175265、rs1886814、rs4714474、rs9381074;
ABO遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs8176719;
TMEM65(transmembrane protein 65)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs72711165;
OASファミリー遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs10774671;
KANSL1(KAT8 regulatory NSL complex subunit 1)遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs1819040;
DPP9遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2109069;
IFNAR2遺伝子座におけるSNP:NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs2248420、rs17860142、rs3153、rs12482014、rs12482193、rs12482060、rs17860165。
Examples of SNPs associated with the presence or absence of the possibility of developing COVID-19 (or susceptibility to SARS-CoV-2) include the following.
SNP at the LZTFL1 locus: accession number rs35081325 in the NCBI SNP Database;
SNP at the CCHCR1 locus: accession number rs111837807 in the NCBI SNP Database;
SNPs at the FOXP4-AS1 locus: accession numbers rs2894439, rs9367106, rs12660421, rs1853837, rs55889968, rs12175265, rs1886814, rs4714474, rs9381074 in the NCBI SNP Database;
SNP at the ABO locus: accession number rs8176719 in the NCBI SNP Database;
SNP in the TMEM65 (transmembrane protein 65) locus: accession number rs72711165 in the NCBI SNP Database;
SNPs in the OAS family locus: accession number rs10774671 in the NCBI SNP Database;
SNP in KANSL1 (KAT8 regulatory NSL complex subunit 1) locus: accession number rs1819040 in NCBI SNP Database;
SNP at the DPP9 locus: accession number rs2109069 in the NCBI SNP Database;
SNPs at the IFNAR2 locus: accession numbers rs2248420, rs17860142, rs3153, rs12482014, rs12482193, rs12482060, rs17860165 in the NCBI SNP Database.

これらのSNPを単独で検出対象としてもよく、2種以上組み合わせて検出対象としてもよい。検体中にこれらのSNPが検出された場合に、当該検体がCOVID-19発症の可能性がある(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性を有する)と判定することができる。
中でも、後述する実施例に示すように、全てのCOVID-19患者と健常者を比較した国際メタGWASに加えて、日本人におけるGWASでも関連性が再現されていることから、FOXP4-AS1遺伝子座、ABO遺伝子座及びIFNAR2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座におけるSNPが好ましい。
These SNPs may be detected singly or in combination of two or more. When these SNPs are detected in a sample, it can be determined that the sample has the possibility of developing COVID-19 (or has susceptibility to SARS-CoV-2).
Among them, as shown in the examples below, in addition to the international meta-GWAS that compared all COVID-19 patients and healthy subjects, the relevance was also reproduced in the GWAS in Japanese, so the FOXP4-AS1 locus , ABO loci and IFNAR2 loci are preferred.

例えば、検体中に上述したCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNP及び上述したCOVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPが検出された場合に、当該検体がCOVID-19発症の可能性があり(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性を有し)、且つ、COVID-19の重症化の可能性があると判定することができる。 For example, SNPs related to the presence or absence of the possibility of aggravation of COVID-19 described above in the specimen and the possibility of onset of COVID-19 described above (or susceptibility to SARS-CoV-2) SNPs related to the presence or absence of If detected, determine that the specimen may have developed COVID-19 (or have susceptibility to SARS-CoV-2) and may have aggravated COVID-19 can be done.

また、例えば、検体中に上述したCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPが検出され、且つ、上述したCOVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPが検出されなかった場合に、当該検体がCOVID-19発症の可能性が低い又はない(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性をほとんど有さない又は有さない)が、万が一SARS-CoV-2に感染した際には重症化する可能性があると判定することができる。 Further, for example, an SNP related to the presence or absence of the possibility of aggravation of COVID-19 described above is detected in the specimen, and the possibility of developing COVID-19 described above (or susceptibility to SARS-CoV-2) If the SNP associated with the presence or absence of is not detected, the specimen has a low or no likelihood of developing COVID-19 (or has little or no susceptibility to SARS-CoV-2), It can be determined that there is a possibility of becoming severe in case of infection with SARS-CoV-2.

また、例えば、検体中に上述したCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPが検出されず、且つ、上述したCOVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPが検出された場合に、当該検体がCOVID-19発症の可能性がある(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性を有する)が、COVID-19の重症化の可能性が低い又はないと判定することができる。 Also, for example, SNPs related to the presence or absence of the possibility of aggravation of COVID-19 described above are not detected in the specimen, and the possibility of developing COVID-19 described above (or susceptibility to SARS-CoV-2 ) is detected, the specimen may develop COVID-19 (or have susceptibility to SARS-CoV-2), but the possibility of aggravation of COVID-19 can be determined to be low or absent.

また、例えば、検体中に上述したCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNP及び上述したCOVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPがいずれも検出されなかった場合に、当該検体がCOVID-19発症の可能性が低い又はなく(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性をほとんど有さない又は有さず)、且つ、COVID-19の重症化の可能性が低い又はないと判定することができる。 Also, for example, SNPs related to the presence or absence of the possibility of aggravation of COVID-19 described above in the specimen and the possibility of the onset of COVID-19 described above (or, related to the presence or absence of susceptibility to SARS-CoV-2) If none of the SNPs are detected, the specimen has a low or no likelihood of developing COVID-19 (or has little or no susceptibility to SARS-CoV-2), and COVID- It can be determined that the possibility of aggravation of 19 is low or not.

<COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出するキット>
本実施形態のキットは、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPを検出する1以上の核酸プローブ又はプライマーを含む。本実施形態のキットは、COVID-19の重症化の可能性の有無の検査用キットとして有用である。IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPとしては、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。また、核酸プローブ又はプライマーについては、当業者であれば、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPの検出方法に記載した方法を用いて適宜作製することができる。
<Kit for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19>
The kit of this embodiment contains one or more nucleic acid probes or primers that detect one or more SNPs present in the region from the IL17A locus to the IL17F locus. The kit of the present embodiment is useful as a test kit for the possibility of aggravation of COVID-19. The one or more SNPs present in the region from the IL17A locus to the IL17F locus include the same as those exemplified in the above "Method for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19". In addition, with regard to nucleic acid probes or primers, a person skilled in the art would know that one or more of It can be produced as appropriate using the method described in the SNP detection method.

本実施形態のキットは、上記核酸プローブ又はプライマーに加えて、SNPタイピングに通常用いられる試薬、陽性コントロール、溶媒及び溶質を更に含むことができる。当該試薬としては、例えば、デオキシヌクレオチド3リン酸(dNTPs)やDNAポリメラーゼ等が挙げられる。溶媒及び溶質としては、例えば、蒸留水、pH緩衝試薬、塩、タンパク質、界面活性剤等が挙げられる。 In addition to the nucleic acid probes or primers described above, the kit of this embodiment can further include reagents, positive controls, solvents and solutes commonly used for SNP typing. Examples of such reagents include deoxynucleotide triphosphates (dNTPs) and DNA polymerase. Solvents and solutes include, for example, distilled water, pH buffer reagents, salts, proteins, surfactants, and the like.

上記核酸プローブ又はプライマーは、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPとは無関係な配列が含まれていてもよい。また、上記核酸プローブ又はプライマーは、DNAとRNAのキメラであってもよい。また、上記核酸プローブ又はプライマーは、蛍光物質や、ビオチン又はジゴキシンのような結合親和性物質、酵素、放射性同位元素、発光物質等で標識されていてもよい。蛍光物質としては、例えば、フルオレスカミン、フルオレッセインイソチオシアネート等が挙げられる。酵素としては、例えば、パーオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、リンゴ酸脱水酵素、α-グルコシダーゼ、α-ガラクトシダーゼ等が挙げられる。放射性同位元素としては、例えば、125I、131I、H、14C等が挙げられる。発光物質としては、例えば、ルシフェリン、ルシゲニン、ルミノール、ルミノール誘導体等が挙げられる。 The nucleic acid probe or primer may contain a sequence unrelated to one or more SNPs present in the region from the IL17A locus to the IL17F locus. Also, the nucleic acid probe or primer may be a chimera of DNA and RNA. In addition, the nucleic acid probe or primer may be labeled with a fluorescent substance, a binding affinity substance such as biotin or digoxin, an enzyme, a radioisotope, a luminescent substance, or the like. Examples of fluorescent substances include fluorescamine and fluorescein isothiocyanate. Examples of enzymes include peroxidase, alkaline phosphatase, malate dehydratase, α-glucosidase, α-galactosidase and the like. Examples of radioactive isotopes include 125 I, 131 I, 3 H, 14 C and the like. Luminescent substances include, for example, luciferin, lucigenin, luminol, and luminol derivatives.

本実施形態のキットは、上記核酸プローブ又はプライマーに加えて、比較基準とするためのあるいは検量線を作成するための照合サンプル、検出器等も含んでもよい。検出器としては、例えば、分光器、放射線検出器、光散乱検出器等の上記核酸プローブ又はプライマーの標識を検出可能なものが挙げられる。 In addition to the nucleic acid probes or primers described above, the kit of the present embodiment may also contain a reference sample, a detector, and the like for use as a comparison standard or for creating a standard curve. The detector includes, for example, spectrometers, radiation detectors, light scattering detectors, and the like, which can detect the label of the above nucleic acid probe or primer.

本実施形態のキットは、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPを検出する核酸プローブ又はプライマーに加えて、他のCOVID-19の重症化の可能性の有無に関連するSNPやハプロタイプを検出する核酸プローブ又はプライマーを更に含むことができる。当該SNPやハプロタイプとしては、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。また、これらSNPやハプロタイプを検出する核酸プローブ又はプライマーについては、当業者であれば、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPの検出方法に記載した方法を用いて適宜作製することができる。 In addition to nucleic acid probes or primers that detect one or more SNPs present in the region from the IL17A locus to the IL17F locus, the kit of the present embodiment is related to the possibility of other COVID-19 exacerbation. It can further comprise nucleic acid probes or primers that detect SNPs or haplotypes. Examples of the SNPs and haplotypes include those exemplified in the above "Method for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19". In addition, with regard to nucleic acid probes or primers for detecting these SNPs and haplotypes, those skilled in the art will be familiar with the above "Method for detecting genetic factors of aggravation of COVID-19" from the IL17A locus to the IL17F locus. It can be prepared as appropriate using the method described in the method for detecting one or more SNPs present in the region.

本実施形態のキットは、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPを検出する核酸プローブ又はプライマーに加えて、COVID-19発症の可能性(或いは、SARS-CoV-2に対する感受性)の有無に関連するSNPを検出する核酸プローブ又はプライマーを更に含むことができる。当該SNPとしては、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において例示されたものと同様のものが挙げられる。また、これらSNPプを検出する核酸プローブ又はプライマーについては、当業者であれば、上記「COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法」において、IL17A遺伝子座からIL17F遺伝子座までの領域に存在する1以上のSNPの検出方法に記載した方法を用いて適宜作製することができる。 In addition to nucleic acid probes or primers that detect one or more SNPs present in the region from the IL17A locus to the IL17F locus, the kit of this embodiment includes the possibility of COVID-19 onset (or SARS-CoV-2 can further comprise nucleic acid probes or primers that detect SNPs associated with the presence or absence of susceptibility to Examples of the SNP include those exemplified in the above "method for detecting genetic factors of exacerbation of COVID-19". In addition, with regard to nucleic acid probes or primers for detecting these SNPs, those skilled in the art will understand that the region from the IL17A locus to the IL17F locus can be prepared as appropriate using the method described in the method for detecting one or more SNPs present in .

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<材料及び測定方法>
[COVID-19患者及び臨床データ]
2020年1月30日から2021年1月11日までに国立国際医療研究センターに入院した、又は自宅や宿泊施設で治療を受けた合計503人の成人COVID-19患者のデータを使用した、COVID-19患者の基礎疾患の有無は、質問票ベースの臨床情報から得た。本実施例では、COVID-19患者を、厚生労働省の最新(2020年12月25日)の臨床ガイドラインに従って、重度のCOVID-19患者(sCOVID-19)と軽度のCOVID-19患者(mCOVID-19)の2つのグループに分けた。sCOVID-19と定義された患者は、次の症状のいずれかを伴う肺炎(発熱、咳、呼吸困難、及び速い呼吸)の臨床徴候を示した;室温での末梢酸素飽和度(SpO2)≦93%、酸素投与又は換気装置の必要性、及び体外式膜型人工肺(ECMO)デバイスによるサポートの必要性。mCOVID-19と定義された患者は、COVID-19の様々な兆候と症状(例、発熱、咳、喉の痛み、倦怠感、頭痛、筋肉痛、吐き気、嘔吐、下痢、味覚と臭いの喪失)のいずれかを持つが、息切れ、呼吸困難、又は異常な胸部画像はなかった。これらの基準は、NIH(https://www.covid19treatmentguidelines.nih.gov/)によって設立された国際規格とほとんど一致している。本解析の許可は、国立国際医療研究センターの倫理陰によって承認され、全てのCOVID-19患者(NCGM-G-003472)から書面によるインフォームドコンセントが得られたものである。
<Material and measurement method>
[COVID-19 patients and clinical data]
Using data from a total of 503 adult COVID-19 patients admitted to the National Center for Global Health and Medicine or treated at home or in accommodation from January 30, 2020 to January 11, 2021, COVID-19 Presence or absence of underlying disease in -19 patients was obtained from questionnaire-based clinical information. In this example, COVID-19 patients were treated according to the latest (December 25, 2020) clinical guidelines of the Ministry of Health, Labor and Welfare, severe COVID-19 patients (sCOVID-19) and mild COVID-19 patients (mCOVID-19 ) were divided into two groups. Patients defined as sCOVID-19 presented with clinical signs of pneumonia (fever, cough, dyspnea, and rapid breathing) with any of the following symptoms; Peripheral oxygen saturation (SpO2) ≤93 at room temperature %, need for oxygen administration or ventilation, and need for support with an extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) device. Patients defined as mCOVID-19 have various signs and symptoms of COVID-19 (e.g., fever, cough, sore throat, malaise, headache, muscle pain, nausea, vomiting, diarrhea, loss of taste and smell). but had no shortness of breath, dyspnea, or abnormal chest imaging. These standards are mostly consistent with international standards established by the NIH (https://www.covid19treatmentguidelines.nih.gov/). Permission for this analysis was approved by the ethics department of the National Center for Global Health and Medicine and written informed consent was obtained from all COVID-19 patients (NCGM-G-003472).

[日本人の健常者データ]
日本人の健康な成人1,273人のうち、COVID-19の発生前に東京地域に居住していた419人(東京健常対照者、THC)を収集し、ゲノム解析に広く使用した。419人全員からインフォームドコンセントが得られた。残りの854人は、日本健康科学財団(JHSF)からPharma SNP Consortium(PSC)サンプルとして購入した。ヒト不死化B細胞株は、約1,000人の日本人ボランティアの血液サンプルから作製され、日本研究生物資源コレクション(JCRB)/JHSF、健康科学研究資源バンク(HSRRB)に寄託した。
[Data from Japanese healthy subjects]
Of 1,273 healthy Japanese adults, 419 (Tokyo healthy controls, THC) who lived in the Tokyo area before the outbreak of COVID-19 were collected and used extensively for genomic analysis. Informed consent was obtained from all 419 individuals. The remaining 854 were purchased from the Japan Health Science Foundation (JHSF) as Pharma SNP Consortium (PSC) samples. Human immortalized B cell lines were generated from blood samples of approximately 1,000 Japanese volunteers and deposited with the Japan Research Bioresource Collection (JCRB)/JHSF, Health Science Research Resource Bank (HSRRB).

[ゲノムワイドなジェノタイピング及びフィルタリングがなされたサンプル]
503人の日本人COVID-19患者と1,273人の日本人健常者からの1,776個のゲノムDNAサンプル全てについて、Illumina Infinium Japanese Screening Array(JSA)を使用して手順書の通りに遺伝子型を決定した。1,776サンプルのうち、1,759サンプルで全SNPの遺伝子型のコール率は97%を超え、ヘテロ接合度の精度評価の基準をクリアした。9人のCOVID-19患者及び20人のPSC健常者を含む29サンプルが、同祖性を判定した結果、近親者(PI≧0.1)として定義され、更なる分析から除外された。32人のCOVID-19患者、19人のTHC健常者、及び24人のPSC健常者を含む75サンプルが、主成分分析で外れ値(IQR=1.5)として検出され、以降の分析から除外された。最終的に462人のCOVID-19患者及び1,193人の健常者(400人のTHC個人及び793人のPSC個人からなる)を含む1,655サンプルが、第1成分及び第2成分を用いた主成分分析で同一のクラスターを形成した。1,655サンプルの全SNPのコール率は平均で99.49%(97.25~99.73%)であった。
[Genome-wide genotyped and filtered samples]
All 1,776 genomic DNA samples from 503 Japanese COVID-19 patients and 1,273 Japanese healthy subjects were genetically screened using the Illumina Infinium Japanese Screening Array (JSA) as per the protocol. determined the type. Of the 1,776 samples, 1,759 samples had a genotype call rate of over 97% for all SNPs, meeting the criteria for accuracy evaluation of heterozygosity. Twenty-nine samples, including 9 COVID-19 patients and 20 PSC healthy individuals, were defined as close relatives (PI≧0.1) as a result of determining homogeneity and were excluded from further analysis. 75 samples, including 32 COVID-19 patients, 19 THC healthy subjects, and 24 PSC healthy subjects, were detected as outliers (IQR=1.5) by principal component analysis and excluded from further analysis. was done. Ultimately, 1,655 samples, including 462 COVID-19 patients and 1,193 healthy subjects (consisting of 400 THC individuals and 793 PSC individuals), used the first component and the second component. Identical clusters were formed by principal component analysis. The average call rate for all SNPs in 1,655 samples was 99.49% (97.25-99.73%).

[遺伝子型の推定(ジェノタイプインピュテーション)及び統計分析]
ジェノタイプインピュテーションは、BEAGLE5.1を用いてフィルタリングされたSNPアレイデータに対して実行した。VCF形式の遺伝子型データは、conform-gtプログラムを使用して参照パネルと一致するように処理され、次に、デフォルト設定でBEAGLE5.1を使用してジェノタイプインピュテーションを実行した。ジェノタイプインピュテーションに用いた参照パネルは自前で作製した。このパネルは、International 1000 Genomesからの2,493個体、Human Genome Diversity Projectからの820個体、Simons Genome Diversity Projectからの278個体、Korean Personal Genome Diversity Projectからの90個体、及びバイオバンクジャパンからの1,026個体を含む多様な集団の4,669個体からなる9,338ハプロタイプで構成されている。バイオバンクジャパンのデータは、NBDCヒューマンデータ(JGAS000114)から承認されたアクセス制限付きデータであり、その他のデータは公開データベースからダウンロードした。低品質(DR2<0.5)のバリアント(SNP及び挿入欠失)は除外し、遺伝子型の精度評価の基準値である遺伝子型確率が0.9未満のバリアントは欠損値とみなした。COVID-19の発症や重症化とバリアントの統計解析は、ロジスティック回帰を使用した。マイナーアレル頻度が1%未満又は遺伝子型のコール率が低い(<95%)バリアントは分析から除外した。相加的な遺伝的影響を想定した統計解析を行った。ゲノムワイド関連解析はplink1.9を用いて実施した。
[Genotype estimation (genotype imputation) and statistical analysis]
Genotype imputation was performed on filtered SNP array data using BEAGLE 5.1. VCF-formatted genotype data were processed to match the reference panel using the conform-gt program, then genotype imputation was performed using BEAGLE 5.1 with default settings. The reference panel used for genotype imputation was self-generated. This panel consisted of 2,493 individuals from the International 1000 Genomes, 820 individuals from the Human Genome Diversity Project, 278 individuals from the Simons Genome Diversity Project, 90 individuals from the Korean Personal Genome Diversity Project, and 90 individuals from the BioJapan Project. It consists of 9,338 haplotypes in 4,669 individuals from a diverse population including 026 individuals. Data from Biobank Japan are restricted access data approved from NBDC Human Data (JGAS000114), other data were downloaded from public databases. Variants (SNPs and indels) of low quality (DR2<0.5) were excluded and variants with a genotypic probability of less than 0.9, the reference value for genotypic accuracy evaluation, were considered missing values. Statistical analysis of COVID-19 onset, severity and variants used logistic regression. Variants with a minor allele frequency of less than 1% or a low genotypic call rate (<95%) were excluded from the analysis. Statistical analyzes were performed assuming additive genetic effects. Genome-wide association studies were performed using plink1.9.

[日本人のGWAS及び国際メタGWASを統合する統合統計分析]
日本人のGWASのP値を国際メタGWASのP値と統合するために、本解析では、StoufferのZスコア法を使用した。簡単に言い換えると、まず、片側右側検定のP値は、日本人のGWASで検出された関連の方向に基づいて、国際メタGWASの量が検定のP値から計算された、次に、標準正規累積分布関数を使用して、片側右側検定のP値からZスコアを計算した、さらに、日本人のGWAS及び国際メタGWASのZスコアを、以下に示す式を使用して統合した。
[Integrated statistical analysis integrating Japanese GWAS and international meta-GWAS]
To combine the Japanese GWAS P-values with the international meta-GWAS P-values, the Stouffer's Z-score method was used in this analysis. Briefly stated, first, the P-value of the one-tailed right-sided test was based on the direction of association detected in the Japanese GWAS, the amount of the international meta-GWAS was calculated from the P-value of the test, then the standard normal Z-scores were calculated from the one-tailed right-tailed P-values using the cumulative distribution function. In addition, the Japanese GWAS and international meta-GWAS Z-scores were combined using the formula shown below.

Figure 2022183646000001
Figure 2022183646000001

上記式で得られたZcombinedから各SNPについて両側検定のP値を計算した。各SNPのベータ係数(β)は以下に示す式から逆分散加重推定量として得られ、βの標準偏差(SE)は以下に示す式から分散の平方根として得られた。 A two-sided P value for each SNP was calculated from Z combined obtained by the above formula. The beta coefficient (β) for each SNP was obtained as an inverse variance-weighted estimator from the formula below, and the standard deviation (SE) of β was obtained as the square root of the variance from the formula below.

Figure 2022183646000002
Figure 2022183646000002

Figure 2022183646000003
Figure 2022183646000003

[実施例1]
(日本人におけるCOVID-19の重症化の遺伝的要因の検出)
1.503例の日本人COVID-19患者の臨床的特徴
本解析における503例の日本人COVID-19患者のうち、19人の患者がCOVID-19から回復したが、その重症度に関する情報はなかった。年齢と性別に加えて、重症度情報のある484人の患者における6つの基礎疾患(高血圧、脂質異常症、II型糖尿病(TIIDM)、気管支喘息、高尿酸血症、及び肥満)の有無を表1にまとめた。
[Example 1]
(Detection of genetic factors for exacerbation of COVID-19 in Japanese)
1. Clinical Characteristics of 503 Japanese COVID-19 Patients Of the 503 Japanese COVID-19 patients in this analysis, 19 patients recovered from COVID-19, although there was no information on its severity. rice field. In addition to age and sex, the presence or absence of six underlying diseases (hypertension, dyslipidemia, type II diabetes mellitus (TIIDM), bronchial asthma, hyperuricemia, and obesity) in 484 patients with severity information was shown. summarized in 1.

Figure 2022183646000004
Figure 2022183646000004

109人の重度のCOVID-19(sCOVID-19)患者のうち、86人が男性、23人が女性で、平均年齢は56.1歳で、最年少は27歳、最年長は88歳だった。一方、軽度のCOVID-19(mCOVID-19)患者375人のうち、178人が男性、197人が女性で、平均年齢は44.8歳で、最年少は20歳、最年長は89歳だった。6つの基礎疾患のうち、5つの基礎疾患はmCOVID-19の患者よりもsCOVID-19の患者でより一般的であった。高血圧はsCOVID-19患者の41.3%(109人中45人)、mCOVID-19患者の14.4%(375人中54人)を占めていた。脂質異常症はsCOVID-19患者の23.9%(26/109)及びmCOVID-19患者の12.0%(45/375)を占めていた。TIIDMはsCOVID-19患者の22%(24/109)及びmCOVID-19患者の5.6%(21/375)を占めていた。高尿酸血症はsCOVID-19患者の19.3%(21/109)及びmCOVID-19患者の5.3%(20/375)を占めていた。肥満はsCOVID-19患者の15.6%(17/109)及びmCOVID-19患者の3.7%(14/375)を占めていた。気管支喘息については、反対の傾向が観察されました;すなわち、sCOVID-19患者の3.7%(4/109)及びmCOVID-19患者の6.1%(23/375)を占めていた。
年齢と性別に加えて、sCOVID-19患者とmCOVID-19患者の2つのグループ間で6つの基礎疾患の頻度を比較し、気管支喘息を除く7つの項目が単変量分析で統計的に有意だった(以下の表2参照、なお、表2中、統計的に有意なP値は太字で示した)。多変量解析では、年齢と性別に加えて、高尿酸血症と肥満がP<0.05と統計的に有意な関連を示した(以下の表2参照)。
Of the 109 severe COVID-19 (sCOVID-19) patients, 86 were male and 23 were female, with an average age of 56.1 years, with the youngest at 27 and the oldest at 88. rice field. Meanwhile, of the 375 mild COVID-19 (mCOVID-19) patients, 178 were male and 197 were female, with an average age of 44.8 years, with the youngest being 20 and the oldest being 89. was. Of the 6 underlying diseases, 5 were more common in sCOVID-19 patients than in mCOVID-19 patients. Hypertension accounted for 41.3% (45 of 109) of sCOVID-19 patients and 14.4% (54 of 375) of mCOVID-19 patients. Dyslipidemia accounted for 23.9% (26/109) of sCOVID-19 patients and 12.0% (45/375) of mCOVID-19 patients. TIIDM accounted for 22% (24/109) of sCOVID-19 patients and 5.6% (21/375) of mCOVID-19 patients. Hyperuricemia accounted for 19.3% (21/109) of sCOVID-19 patients and 5.3% (20/375) of mCOVID-19 patients. Obesity accounted for 15.6% (17/109) of sCOVID-19 patients and 3.7% (14/375) of mCOVID-19 patients. An opposite trend was observed for bronchial asthma; accounting for 3.7% (4/109) of sCOVID-19 patients and 6.1% (23/375) of mCOVID-19 patients.
In addition to age and gender, we compared the frequency of six underlying diseases between the two groups of sCOVID-19 and mCOVID-19 patients, and seven items, excluding bronchial asthma, were statistically significant in univariate analysis. (See Table 2 below, where statistically significant P-values are in bold). In multivariate analysis, in addition to age and sex, hyperuricemia and obesity showed a statistically significant association with P<0.05 (see Table 2 below).

Figure 2022183646000005
Figure 2022183646000005

sCOVID-19患者及びmCOVID-19患者の年齢分布を図1に示す。
これらの結果から、基礎疾患のある高齢男性がsCOVID-19を発症するリスクが高いことが示唆された。
The age distribution of sCOVID-19 and mCOVID-19 patients is shown in FIG.
These results suggested that older men with underlying medical conditions are at increased risk of developing sCOVID-19.

2.日本人COVID-19患者及び健常者を用いたGWAS
462人の日本人COVID-19患者と1,193人の健常者からの推定遺伝子型を使用したゲノムワイド関連解析(GWAS)を以下に示す3つの比較で実施した。
i)全てのCOVID-19患者及び健常者;
ii)sCOVID-19患者及び健常者;
iii)sCOVID-19患者及びmCOVID-19患者。
2. GWAS using Japanese COVID-19 patients and healthy subjects
A genome-wide association study (GWAS) using putative genotypes from 462 Japanese COVID-19 patients and 1,193 healthy controls was performed in the following three comparisons.
i) all COVID-19 patients and healthy individuals;
ii) sCOVID-19 patients and healthy subjects;
iii) sCOVID-19 and mCOVID-19 patients.

回帰分析は、上記i)及びii)における比較では、染色体XとYの遺伝子型から推定された性別を使用し、上記iii)における比較では、推定された性別、年齢、及び6つの基礎疾患の有無を使用して、適用した。上記i)~iii)の各GWASの分析結果を図2A、図3A、図4Aに示す。 Regression analysis used the sex deduced from the genotypes of chromosomes X and Y for the comparisons in i) and ii) above, and the deduced sex, age, and six underlying diseases for the comparisons in iii) above. Applied with or without. The analysis results of each GWAS of i) to iii) above are shown in FIGS. 2A, 3A, and 4A.

SNPはゲノムワイド有意水準(p=5e-08)に達しなかった。しかしながら、トップヒットSNPとしては、上記i)における比較からは、6番染色体に存在するrs796171020(最も近い遺伝子はDDX39BP2)がP値1.73e-07及びオッズ比(OR)2.22で特定された(図2A参照)。
上記ii)における比較からは、13番染色体に存在するrs76954434(最も近い遺伝子はLINC00355)がP値7.81e-08及びオッズ比(OR)10.4で特定された(図3A参照)。
上記iii)における比較からは、6番染色体に存在するrs376628389(最も近い遺伝子はIL17A)がP値5.72e-07及びオッズ比(OR)2.59で特定された(図4A参照)。
The SNP did not reach the genome-wide significance level (p=5e-08). However, as a top hit SNP, from the comparison in i) above, rs796171020 present on chromosome 6 (the closest gene is DDX39BP2) was identified with a P value of 1.73e-07 and an odds ratio (OR) of 2.22. (see FIG. 2A).
The comparison in ii) above identified rs76954434 (closest gene is LINC00355) located on chromosome 13 with a P-value of 7.81e-08 and an odds ratio (OR) of 10.4 (see Figure 3A).
The comparison in iii) above identified rs376628389 (closest gene is IL17A) located on chromosome 6 with a P value of 5.72e-07 and an odds ratio (OR) of 2.59 (see Figure 4A).

[実施例2]
(日本人のGWAS及び国際メタGWASを統合する統合分析)
国際メタGWASの要約統計量は、NHLBI IntramuralResearchprogram及びNIHBiowulf高性能コンピューティングクラスター(https://grasp.nhlbi.nih.gov/COVID19GWASResults.aspx)によってサポートされている公開ダウンロードサイトから最新のCOVID-19GWAS結果としてダウンロードした。全てのCOVID-19患者と健常者を比較する日本人のGWASの統合分析を行うために、COVID-19hgで実施された、7,885人の入院COVID-19患者と961,804人の健常者を比較した国際メタGWAS統計(上記i)における比較に相当)をダウンロードした。結果を図2Bに示す。
また、COVID-19hgで実施された、sCOVID-19患者と健常者を比較する統合分析のために、4,336人の非常に重度の症状が呼吸器で確認されたCOVID-19患者と623,902人の健常者を比較した国際メタGWAS統計(上記ii)における比較に相当)をダウンロードした。結果を図3Bに示す。
また、COVID-19hgで実施された、sCOVID-19患者とmCOVID-19患者を比較する統合分析のために、269人の非常に重度の症状が呼吸器で確認されたCOVID-19患者と688人の入院していないCOVID-19患者を比較した国際メタGWAS統計(上記iii)における比較に相当)もダウンロードした。結果を図3Bに示す。
[Example 2]
(Integrated analysis integrating Japanese GWAS and international meta-GWAS)
International Meta-GWAS summary statistics are the latest COVID-19 GWAS results from public download sites supported by the NHLBI IntramuralResearchprogram and the NIHBiowulf High Performance Computing Cluster (https://grasp.nhlbi.nih.gov/COVID19GWASResults.aspx) downloaded as 7,885 hospitalized COVID-19 patients and 961,804 healthy controls performed at COVID-19 hg to conduct a pooled analysis of Japanese GWAS comparing all COVID-19 patients with healthy controls We downloaded the international meta-GWAS statistics (corresponding to the comparison in i) above) comparing The results are shown in Figure 2B.
For a pooled analysis comparing sCOVID-19 patients with healthy controls, also performed on COVID-19 hg, 4,336 very severe respiratory confirmed COVID-19 patients and 623, An international meta-GWAS statistic (corresponding to the comparison in ii) above) comparing 902 healthy subjects was downloaded. The results are shown in Figure 3B.
Also, for a pooled analysis comparing sCOVID-19 and mCOVID-19 patients, conducted on COVID-19hg, 269 very severe respiratory confirmed COVID-19 patients and 688 International meta-GWAS statistics (corresponding to comparisons in iii) above) comparing non-hospitalized COVID-19 patients were also downloaded. The results are shown in Figure 3B.

国際メタGWASのサンプル数は、日本人のGWASのサンプル数よりも圧倒的に多いため、P値はStoufferのZスコア法を使用して統合した(詳細については、上記「材材料及び測定方法」の「日本人のGWAS及び国際メタGWASを統合する統合統計分析」を参照)。個々の研究のメタアナリシスではないため、オッズ比(OR)を正確に推定することはできないが、日本人のGWAS又は国際メタGWASで検出されたSNPの関連性が複製されているか否か、又は、2つを統合することで、ゲノムワイド有意水準を満たす新しいSNPが存在するか否かを調べた。日本人のGWAS及び国際メタGWASを統合した上記i)~iii)の各GWASの分析結果を図2C、図3C、図4Cに示す。 Since the number of international meta-GWAS samples is overwhelmingly larger than the number of Japanese GWAS samples, the P-value was integrated using the Stouffer Z-score method (see "Materials and measurement methods" above for details). (see "Integrated Statistical Analysis Integrating Japanese GWAS and International Meta-GWAS"). Odds ratios (ORs) cannot be estimated accurately because it is not a meta-analysis of individual studies, but whether the associations of SNPs detected in the Japanese GWAS or the international meta-GWAS are replicated, or , to see if there are any new SNPs that meet the genome-wide significance level. The analysis results of each GWAS of i) to iii), which integrate the Japanese GWAS and the international meta-GWAS, are shown in FIGS. 2C, 3C, and 4C.

図2Cに示すように、FOXP4-AS1、ABO、及びIFNAR2を含む3つの遺伝子領域は、統合分析で有意な関連を示した。これら3つの遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットを図2Dに示す。統合GWASにおける有意な関連性を示す要約統計量を以下の表3に示す。 As shown in FIG. 2C, three gene regions including FOXP4-AS1, ABO, and IFNAR2 showed significant association in pooled analysis. A LocusZoom plot of 400 kb around the major SNPs in these three gene regions is shown in FIG. 2D. Summary statistics showing significant associations in the pooled GWAS are shown in Table 3 below.

Figure 2022183646000006
Figure 2022183646000006

これらの3つの遺伝子領域は、もともと国際メタGWASで検出され、これら3つの遺伝子領域の関連性は日本人のGWASで複製されたことが確認された。しかしながら、IFNAR2は、サンプル数が少ないため、日本人のGWASでは有意ではなかった。 These three gene regions were originally detected in the international meta-GWAS, and it was confirmed that the association of these three gene regions was replicated in the Japanese GWAS. However, IFNAR2 was not significant in Japanese GWAS due to the small number of samples.

図3Cに示すように、FOXP4-AS1及びIFNAR2を含む2つの遺伝子領域からの有意な関連が検出された。これらは、全てのCOVID-19及び健常者の比較によって検出されたものと同じであった。2つの遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットを図3Dに示す。統合GWASにおける有意な関連性を示す要約統計量を以下の表4-1及び表4-2に示す。 As shown in FIG. 3C, significant associations were detected from two gene regions including FOXP4-AS1 and IFNAR2. These were the same as those detected by comparison of all COVID-19 and healthy subjects. A LocusZoom plot of 400 kb around the major SNPs of the two gene regions is shown in Figure 3D. Summary statistics showing significant associations in the pooled GWAS are shown in Tables 4-1 and 4-2 below.

Figure 2022183646000007
Figure 2022183646000007

Figure 2022183646000008
Figure 2022183646000008

FOXP4-AS1は元の国際メタGWASでは有意ではなかったが、日本人のGWASとの統合分析によってゲノムワイド有意水準を満たした。FOXP4-AS1遺伝子で有意を示すSNP:rs1853837は、全てのCOVID-19患者と健常者の比較で検出されたSNPには含まれていなかったが、sCOVID-19患者でリスク対立遺伝子の頻度が高くなるという同じ傾向が観察された。IFNAR2遺伝子は元々国際メタGWASで有意であったが、関連性は日本人のGWASで複製された。 FOXP4-AS1 was not significant in the original international meta-GWAS, but met the genome-wide significance level by pooled analysis with the Japanese GWAS. SNP rs1853837, which is significant in the FOXP4-AS1 gene, was not among the SNPs detected in all COVID-19 patients compared to healthy controls, but was a high frequency risk allele in sCOVID-19 patients. The same trend was observed. Although the IFNAR2 gene was originally significant in the international meta-GWAS, the association was duplicated in the Japanese GWAS.

国際メタGWAS及び日本人のGWASのいずれにも、ゲノムワイド有意水準を満たすSNPは存在しなかった。しかしながら、統合分析により、図4Cに示すように、IL17A及びIL17Fを含む遺伝子領域に存在するSNPがゲノムワイド有意水準を満たしていることが示された(rs13192246、P=1.42e-08)。統合分析でゲノムワイド有意水準を満たした4つのSNPはすべて、重度のCOVID-19患者でリスク対立遺伝子の頻度が高いことが示された。当該遺伝子領域の主要なSNP周辺400kbのLocusZoomプロットを図4Dに示す。統合GWASにおける重要な関連性を示す要約統計量を以下の表5に示す。 There were no SNPs meeting the genome-wide significance level in either the international meta-GWAS or the Japanese GWAS. However, pooled analysis showed that SNPs present in the gene region containing IL17A and IL17F met the genome-wide significance level (rs13192246, P=1.42e-08), as shown in FIG. 4C. All four SNPs that met the genome-wide significance level in the pooled analysis were shown to have high frequency of risk alleles in severe COVID-19 patients. A LocusZoom plot of 400 kb around the major SNP in the gene region is shown in FIG. 4D. Summary statistics showing important associations in the combined GWAS are shown in Table 5 below.

Figure 2022183646000009
Figure 2022183646000009

[考察]
日本人の重度及び軽度のCOVID-19患者を比較したGWASで最も低いP値を示したIL17A/IL17F遺伝子領域は、国際メタGWASとの統合分析の結果、ゲノムワイド有意水準を満たした。これらの結果は、COVID-19の重症度とIL17A/IL17F遺伝子との関連性が日本人に固有のものではなく、国際メタGWASとの統合分析によって検出された新しい疾患感受性遺伝子を表していることが示唆された。
[Discussion]
The IL17A/IL17F gene region, which showed the lowest P-value in the GWAS comparing Japanese severe and mild COVID-19 patients, met the genome-wide significance level as a result of the integrated analysis with the international meta-GWAS. These results suggest that the association between COVID-19 severity and IL17A/IL17F genes is not unique to Japanese, but represents a new disease susceptibility gene detected by integrated analysis with the international meta-GWAS. was suggested.

図5は、重度及び軽度のCOVID-19患者を比較したGWASで特定された3つのSNPのeQTLデータである。
図5に示すように、IL17A/IL17F遺伝子領域でゲノムワイド有意水準を満たした3つのSNPの遺伝子型-組織発現(GTEx)データベースを使用したeQTLデータから、COVID-19の重症度に関連するリスク対立遺伝子を保有することにより、IL17FmRNA発現レベルが有意に低下したことが示された。
FIG. 5 is eQTL data for three SNPs identified in GWAS comparing severe and mild COVID-19 patients.
As shown in Figure 5, risk associated with COVID-19 severity from eQTL data using the genotype-tissue expression (GTEx) database of three SNPs that met genome-wide significance levels in the IL17A/IL17F gene region. Carrying the allele was shown to significantly reduce IL17F mRNA expression levels.

しかしながら、eQTLデータは、精巣での発現量にのみ対応したデータであった。将来的には、重度及び軽度のCOVID-19患者のIL17FmRNA発現レベルを直接比較する必要があるが、粘膜上皮感染の予防に関連する報告されているIL17Fの発現レベルは、重度のCOVID-19患者では、有意に低い可能性があることは非常に興味深いことである。 However, the eQTL data corresponded only to the expression level in testis. Although direct comparison of IL17F mRNA expression levels in severe and mild COVID-19 patients is needed in the future, IL17F expression levels reported to be associated with the prevention of mucosal epithelial infection are higher than those in severe COVID-19 patients. So it is very interesting that the probability is significantly lower.

IL17はヘルパーT細胞サブセットTh17に加えて、γδT細胞及び自然リンパ球から算出されることが報告されており、多発性硬化症、炎症性腸疾患、乾癬等の様々な疾患に関与している。 IL17 has been reported to be calculated from γδT cells and innate lymphocytes in addition to the helper T cell subset Th17, and is involved in various diseases such as multiple sclerosis, inflammatory bowel disease, and psoriasis.

IL17A及びIL17Fの機能の違いについて、ノックアウトマウスを用いた分析の報告がある。IL17Fではなく、IL176Aが関節炎やアレルギー性炎症反応等の自己免疫疾患の発症に主な役割を果たしており、IL17FはIL17Ato同等であるか、或いは、黄色ブドウ球菌及びシトロバクター・ロンデンティウムの粘膜上皮感染防御において、IL17Fは重要な役割を果たしていることが明らかとなっている。 There are reports of analyzes using knockout mice regarding the functional differences between IL17A and IL17F. IL176A, but not IL17F, plays a major role in the development of autoimmune diseases such as arthritis and allergic inflammatory reactions, and IL17F is equivalent to IL17Ato or protects against mucosal epithelial infections with Staphylococcus aureus and Citrobacter rondentium. , IL17F has been shown to play an important role.

全てのCOVID-19患者及び健常者を比較した国際メタGWASで発見された9つの遺伝子のうち、FOXP4-AS1、ABO及びIFNAR2の3つの遺伝子が日本人のGWASで複製された。これらの3つの遺伝子領域に存在するSNPは、統合分析でゲノムワイド有意水準を満たしていたが、日本人のGWASではIFNAR2遺伝子領域の全てのSNPが有意ではなかった(P>0.05)。しかしながら、各SNPのオッズ比(OR)は国際メタGWASと同方向であったため、症例数が少なく、日本人のGWASでは十分な検出力が得られなかったと考えられた。 Of the 9 genes found in the international meta-GWAS comparing all COVID-19 patients and healthy controls, 3 genes FOXP4-AS1, ABO and IFNAR2 were duplicated in the Japanese GWAS. SNPs present in these three gene regions met the genome-wide significance level in pooled analysis, but none of the SNPs in the IFNAR2 gene region were significant in Japanese GWAS (P>0.05). However, since the odds ratio (OR) of each SNP was in the same direction as the international meta-GWAS, the number of cases was small, and it was considered that the Japanese GWAS did not have sufficient power.

ABO遺伝子領域では、1つのSNP:rs8176719のみがゲノムワイド有意水準であったが(図2D参照)、このSNPはO型血液を決定するよく知られた欠失であり、O型血液を持つ日本人でもCOVID-19を発症する可能性が低いことが示された。 In the ABO gene region, only one SNP: rs8176719 was at the genome-wide significance level (see Fig. 2D), but this SNP is a well-known deletion that determines type O blood, and Japan with type O blood. It has been shown that even humans are less likely to develop COVID-19.

国際メタGWASで最も低いP値を示したLZTFL1遺伝子を含む6つの遺伝子の関連性は、日本人のGWASでは複製されなかった。また、国際メタGWASで遺伝子型決定されたSNPは、日本人のGWASに含まれていなかった。ORを直接比較することはできないが、P<0.01のSNPはなかった。全てのCOVID-19患者及び健常者を比較した日本人のGWASで最も低いP値を持っていたDDX39BP2遺伝子の近くのSNP:rs796171020は、統合分析においてもゲノムワイド有意水準を満たしていなかった。 Six gene associations, including the LZTFL1 gene with the lowest P-value in the international meta-GWAS, were not replicated in the Japanese GWAS. Also, the SNPs genotyped in the international meta-GWAS were not included in the Japanese GWAS. There were no SNPs with P<0.01, although the ORs could not be directly compared. The SNP near the DDX39BP2 gene, rs796171020, which had the lowest P-value in the Japanese GWAS comparing all COVID-19 patients and healthy subjects, did not meet the genome-wide significance level even in the pooled analysis.

以上の結果から、国際メタGWASに見られる9つの遺伝子のうち3つの遺伝子が、日本人のCOVID-19の研究開発においても重要な役割を果たしていることが示された。 From the above results, it was shown that 3 of the 9 genes found in the international meta-GWAS also play an important role in the research and development of COVID-19 in Japanese.

FOXP4-AS1及びIFNAR2遺伝子は、重度のCOVID-19患者及び健常者を比較した統合分析においても、ゲノムワイド有意水準を満たしていた。特に、FOXP4-AS1は、国際メタGWASで重度のCOVID-19との関連性は示されなかったが、日本人のGWASとの統合分析により、重度のCOVID-19との関連性が明らかとなった。 FOXP4-AS1 and IFNAR2 genes also met the genome-wide significance level in pooled analyzes comparing severe COVID-19 patients and healthy controls. In particular, FOXP4-AS1 was not shown to be associated with severe COVID-19 in the international meta-GWAS, but an integrated analysis with the Japanese GWAS revealed an association with severe COVID-19. rice field.

国際メタGWASのSNPと日本人のGWASのSNPを直接ORで比較することは出来なかったが、P<0.01のSNPはなかった。 We could not directly compare the international meta-GWAS SNPs and the Japanese GWAS SNPs by OR, but there were no SNPs with P<0.01.

以上の結果から、本解析で新たに同定されたIL17F遺伝子を含む3つの遺伝的要因が日本人における重度のCOVID-19の発症に関与していることが示唆された。 These results suggest that three genetic factors, including the IL17F gene newly identified in this analysis, are involved in the development of severe COVID-19 in Japanese.

また、本解析により、COVID-19の重症度に関連する新たに同定されたIL17F遺伝子が、集団間で共通する遺伝的要因であることが明らかとなった。全ての研究サンプルは、退院時に日本人のCOVID-19患者から収集されたため、IL18Fを重症度のマーカーとして使用できるか否かについては判断することはできなかった。血清IL17Fレベルの低下が確認された場合に、COVID-19患者の重症度を予測するための効果的且つ重要な血清マーカーとなることが期待される。将来的には、入院時にCOVID-19患者のサンプルを収集することにより、IL17Fの診断マーカーとしての有効性を検討されることが望まれる。 The analysis also revealed that the newly identified IL17F gene associated with COVID-19 severity was a common genetic factor across populations. All study samples were collected from Japanese COVID-19 patients at hospital discharge, so it was not possible to determine whether IL18F could be used as a marker of severity. It is expected that if a decrease in serum IL17F level is confirmed, it will become an effective and important serum marker for predicting the severity of COVID-19 patients. In the future, it is hoped that the efficacy of IL17F as a diagnostic marker will be examined by collecting samples from COVID-19 patients at hospitalization.

本実施形態の方法及びキットによれば、被験者におけるCOVID-19の重症化の遺伝的要因を簡便且つ確実に検出することができる。 According to the method and kit of the present embodiment, genetic factors of COVID-19 exacerbation in subjects can be detected simply and reliably.

Claims (6)

COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出する方法であって、
被験者由来のDNA含有試料中のインターロイキン-17A遺伝子座からインターロイキン-17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の一塩基多型を検出することを含む、方法。
A method for detecting genetic factors of COVID-19 severity, comprising:
A method comprising detecting one or more single nucleotide polymorphisms present in a region from the interleukin-17A locus to the interleukin-17F locus in a DNA-containing sample derived from a subject.
前記一塩基多型が、NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs11962054、rs13192563、rs13192246、及びrs9474169からなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the single nucleotide polymorphism is one or more selected from the group consisting of accession numbers rs11962054, rs13192563, rs13192246, and rs9474169 in the NCBI SNP Database. 前記被験者由来のDNA含有試料中のForkhead box protein 4-antisense RNA 1遺伝子座及びInterferon alpha and beta receptor subunit 2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座における一塩基多型を検出することを更に含む、請求項1又は2に記載の方法。 Detecting a single nucleotide polymorphism at one or more loci selected from the group consisting of forkhead box protein 4-antisense RNA 1 locus and Interferon alpha and beta receptor subunit 2 loci in the subject-derived DNA-containing sample. 3. The method of claim 1 or 2, further comprising: COVID-19の重症化の遺伝的要因を検出するキットであって、
インターロイキン-17A遺伝子座からインターロイキン-17F遺伝子座までの領域に存在する1以上の一塩基多型を検出する1以上の核酸プローブ又はプライマーを含む、キット。
A kit for detecting genetic factors of COVID-19 severity, comprising:
A kit comprising one or more nucleic acid probes or primers that detect one or more single nucleotide polymorphisms present in the region from the interleukin-17A locus to the interleukin-17F locus.
前記一塩基多型が、NCBI SNP Databaseにおける登録番号rs11962054、rs13192563、rs13192246、及びrs9474169からなる群より選択される1種以上である、請求項4に記載のキット。 5. The kit according to claim 4, wherein the single nucleotide polymorphism is one or more selected from the group consisting of accession numbers rs11962054, rs13192563, rs13192246, and rs9474169 in the NCBI SNP Database. Forkhead box protein 4-antisense RNA 1遺伝子座及びInterferon alpha and beta receptor subunit 2遺伝子座からなる群より選ばれる1種以上の遺伝子座における一塩基多型を検出する1以上の核酸プローブ又はプライマーを更に含む、請求項4又は5に記載のキット。 It further comprises one or more nucleic acid probes or primers that detect single nucleotide polymorphisms at one or more loci selected from the group consisting of forkhead box protein 4-antisense RNA 1 loci and interferon alpha and beta receptor subunit 2 loci. , a kit according to claim 4 or 5.
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