RU2765686C1 - Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature - Google Patents

Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature Download PDF

Info

Publication number
RU2765686C1
RU2765686C1 RU2021119516A RU2021119516A RU2765686C1 RU 2765686 C1 RU2765686 C1 RU 2765686C1 RU 2021119516 A RU2021119516 A RU 2021119516A RU 2021119516 A RU2021119516 A RU 2021119516A RU 2765686 C1 RU2765686 C1 RU 2765686C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
risk
genotype
points
viral
Prior art date
Application number
RU2021119516A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Станиславовна Камаева
Наталия Юрьевна Григорцевич
Михаил Михайлович Минашкин
Наталья Вячеславовна Позднякова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех»
Priority to RU2021119516A priority Critical patent/RU2765686C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765686C1 publication Critical patent/RU2765686C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: molecular biology; genetics.
SUBSTANCE: described is a method for predicting the risks of severe respiratory diseases of a viral nature, which consists in isolating human DNA, determining the DNA sequence in the field of polymorphisms in the human genome: rs1990760 in the IFIH1 gene, rs12252 in the IFITM3 gene, rs1800629 in the TNF gene, rs75603675 in the TMPRSS2 gene, rs7842 in the C3AR1 gene, rs744166 in the STAT3 gene, rs324011 in the STAT6 gene, rs179008 in the TLR7 gene, rs1799864 in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene, assessing risks by assigning points to the genotype in the area of each polymorphism, summing these points, wherein the total score = "0" is the general population risk, the total score is less than "0" — the risk is increased, the total score is more than "0" — the risk is lowered.
EFFECT: invention can be used for prediction of genetic predisposition of a person to severe or complicated course of respiratory disease of viral nature and increased or reduced predisposition to it.
1 cl, 5 tbl, 3 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к молекулярной биологии и генетике и может быть использовано в вирусологии, иммунологии и медицине для прогнозирования генетической предрасположенности человека к тяжелому или осложненному течению респираторного заболевания вирусной природы и повышенной или пониженной предрасположенности к нему.The invention relates to molecular biology and genetics and can be used in virology, immunology and medicine to predict a person's genetic predisposition to a severe or complicated course of a respiratory disease of a viral nature and an increased or decreased predisposition to it.

Уровень техникиState of the art

Респираторные заболевания вирусной природы вызываются как РНК- содержащими вирусами (семейства Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Picobirnaviridae, Picornaviridae, Coronaviridae), так и ДНК-содержащими вирусами (семейства Adenoviridae, Parvoviridae). Эти заболевания остаются основной причиной смертности, инвалидности и социальных и экономических волнений для миллионов людей в мире. Бедность, отсутствие надлежащего доступа к медицинскому обслуживанию, миграция людей, появление новых возбудителей болезней и применение антибиотикотерапии к вирусным инфекциям – все это способствует усилению воздействия этих болезней.Respiratory diseases of a viral nature are caused by both RNA-containing viruses (families Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae , Picobirnaviridae , Picornaviridae , Coronaviridae ) and DNA-containing viruses (families Adenoviridae , Parvoviridae ). These diseases remain the leading cause of death, disability and social and economic unrest for millions of people around the world. Poverty, lack of adequate access to health care, human migration, the emergence of new pathogens and the use of antibiotics for viral infections all contribute to the increased impact of these diseases.

Идентификация специфических полиморфизмов в генах человека, которые связаны с восприимчивостью или устойчивостью к вирусным заболеваниям, является перспективным направлением в медицинской диагностике. Человеческое знание о генетических факторах, вовлеченные в патогенез вирусные инфекции, и особенно - в патогенез развития их осложнений, продолжает расти. Основная цель генетических исследований в области инфекционных заболеваний - прогнозирование восприимчивости, предотвращение осложнений и своевременно подобранная терапия для снижения тяжести течения заболевания (AdamD.Kenney, JamesA. Dowdle, LeoniaBozzacco, ThemetM. McMichael, CorineSt. Gelais, AmandaR. Panfil, YanSun, LarryS. Schlesinger, MatthewZ. Anderson, PatrikL. Green, CarolinaB. Lopez, BradR. Rosenberg, LiWuandJacobS. Yount. HUMAN GENETIC DETERMINANTS OF VIRAL DISEASES.Annu Rev Genet.2017 November 27; 51: 241 – 263).Identification of specific polymorphisms in human genes that are associated with susceptibility or resistance to viral diseases is a promising direction in medical diagnostics. Human knowledge of the genetic factors involved in the pathogenesis of viral infections, and especially in the pathogenesis of their complications, continues to grow. The main goal of genetic research in the field of infectious diseases is to predict susceptibility, prevent complications and timely selected therapy to reduce the severity of the disease (Adam D. Kenney, James A. Dowdle, Leonia Bozzacco, Themet M. McMichael, Corine St. Gelais, Amanda R. Panfil, YanSun, LarryS. Schlesinger, Matthew Z. Anderson, Patrik L. Green, Carolina B. Lopez, Brad R. Rosenberg, LiWuand Jacob S. Yount. HUMAN GENETIC DETERMINANTS OF VIRAL DISEASES.Annu Rev Genet.2017 November 27;51:241-263).

Известно решение по заявке USA № US20160273044 A1, C12Q1/6883, заключающееся в идентификации, диагностике и прогнозировании системной красной волчанки, включая методы лечения, построенное на основе точечного генотипирования полиморфизмов в генах, связанных с иммунитетом, включая полиморфизм rs1990760 (IFIH1), где T аллель является фактором риска. Ген IFIH1 принадлежит к семейству паттерн-распознающих рецепторов, является сенсором вирусных нуклеиновых кислот в цитоплазме и играет главную роль в распознавании вирусной инфекции и активации каскада антивирусных ответов: стимуляция выброса интерферонов I типа и провоспалительных цитокинов.Known solution according to the application USA No. US20160273044 A1, C12Q1/6883, which consists in the identification, diagnosis and prognosis of systemic lupus erythematosus, including treatment methods, built on the basis of point genotyping of polymorphisms in genes associated with immunity, including polymorphism rs1990760 ( IFIH1 ), where T the allele is a risk factor. The IFIH1 gene belongs to the family of pattern recognition receptors, is a sensor of viral nucleic acids in the cytoplasm, and plays a major role in recognizing a viral infection and activating a cascade of antiviral responses: stimulating the release of type I interferons and pro-inflammatory cytokines.

Однако этот способ относится только к аутоиммунным заболеваниям, и хотя и затрагивает большинство генов сигнальных путей вирусного патогенеза, не является инфекционным. However, this method applies only to autoimmune diseases, and although it affects most of the genes of the signaling pathways of viral pathogenesis, it is not infectious.

Известны также решения, касающиеся оценки риска тяжести инфекционного заболевания на основе определения различныхбиомаркеров. Solutions are also known regarding the risk assessment of the severity of an infectious disease based on the determination of various biomarkers.

Заявка WO 2017/050988 Al описывает способ прогнозирования тяжелого протекания гриппа на основе детекции белкового маркера - альфа-интерферон-индуцируемого протеина 27. Application WO 2017/050988 Al describes a method for predicting the severity of influenza based on the detection of a protein marker, interferon-alpha-inducible protein 27.

Также, в заявке WO2014/008545A1 рассматривается уровень этого же белка как диагностический критерий вирусной пневмонии и как прогностический критерий тяжести заболевания. Also, in the application WO2014/008545A1, the level of the same protein is considered as a diagnostic criterion for viral pneumonia and as a prognostic criterion for the severity of the disease.

Недостатком данного способа является то, что альфа-интерферон-индуцируемый белок 27 - это маркер только одного из сигнальных путей иммунного ответа. Также недостатком является то, что данный белок детектируется уже на стадии развития заболевания, и выявление риска осложнений может произойти слишком поздно.The disadvantage of this method is that alpha-interferon-inducible protein 27 is a marker of only one of the signaling pathways of the immune response. Also, the disadvantage is that this protein is detected already at the stage of the development of the disease, and the identification of the risk of complications may occur too late.

Генетические маркеры, как критерий риска тяжести заболевания, являются перспективными, так как они могут быть проанализированы в любой момент и в любом возрасте и выбор терапии в соответствии с генотипом может быть сделан в самом начале заболевания, без дополнительных анализов. Genetic markers, as a risk criterion for the severity of the disease, are promising, since they can be analyzed at any time and at any age, and the choice of therapy according to the genotype can be made at the very beginning of the disease, without additional analyzes.

Некоторые генетические маркеры тяжести вирусной респираторной инфекции описаны в научной литературе. Some genetic markers of the severity of viral respiratory infection are described in the scientific literature.

Например, при инфекции H1N1 в 2009 году выявлена значительно более высокая частота генотипа TNF rs1800629 G/A в тяжелых и летальных случаях (ChoudharyM.L., AlagarasuK., ChaudharyU., KawaleS., MalasaneP., GuravY.K., PadbidriV., KadamD., SangleS.A., SalviS., BavdekarA.R., D'costaP., ChadhaM.S.AssociationofSingleNucleotidePolymorphismsinTNFAandIL10 GeneswithDiseaseSeverityinInfluenzaA/H1N1pdm09 VirusInfections: AStudyfromWesternIndia. ViralImmunol.2018 Dec;31(10):683-688). For example, in H1N1 infection in 2009, a significantly higher frequency of the TNF rs1800629 G/A genotype was found in severe and fatal cases (ChoudharyM.L., AlagarasuK., ChaudharyU., KawaleS., MalasaneP., GuravY.K., PadbidriV., KadamD., SangleS.A., SalviS., BavdekarA.R., D'costaP., ChadhaM.S.AssociationofSingleNucleotidePolymorphismsinTNFAandIL10 GeneswithDiseaseSeverityinInfluenzaA/H1N1pdm09 VirusInfections: AStudyfromWesternIndia.ViralImmunol.2018 Dec;31(108):683).

Известно решение по патенту RU №2339701, в котором рассматривается способ для определения предрасположенности человека к различным видам физической работы на основе генетической панели, включающей ряд полиморфизмов. Но рассматриваемый в данном патенте способ не пригоден для определения предрасположенности к вирусным инфекциям, так как гены, включенные в панель, не связаны с иммунной системой человека либо с регуляцией воспалительного процессаA solution is known according to patent RU No. 2339701, which considers a method for determining a person's predisposition to various types of physical work based on a genetic panel that includes a number of polymorphisms. But the method considered in this patent is not suitable for determining predisposition to viral infections, since the genes included in the panel are not associated with the human immune system or with the regulation of the inflammatory process.

Известно решение по патенту RU №2494400, в котором рассматривается способ для прогнозирования патологий беременности на основании определения полиморфизма в гене PAI-1. A decision is known according to patent RU No. 2494400, which discusses a method for predicting pregnancy pathologies based on the determination of polymorphism in the PAI-1 gene.

Но рассматриваемый в данном патенте способ не пригоден для определения предрасположенности к вирусным инфекциям, так как хотя ген PAI-1 связан с развитием воспалительного процесса, в том числе при инфекционных заболеваниях, для данного полиморфизма не известна связь с риском возникновения респираторной вирусной инфекции либо с её тяжестью.But the method considered in this patent is not suitable for determining predisposition to viral infections, since although the PAI-1 gene is associated with the development of an inflammatory process, including in infectious diseases, this polymorphism is not known to be associated with the risk of a respiratory viral infection or with its heaviness.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является создание способа прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы у человека и предрасположенности к ним, а также создание генетической панели для осуществления способа путем проведения генетического анализа сразу нескольких полиморфизмов.The objective of the invention is to create a method for predicting the risks of severe viral respiratory diseases in humans and predisposition to them, as well as to create a genetic panel for implementing the method by performing a genetic analysis of several polymorphisms at once.

Технический результат достигается за счет созданной авторами генетической панели, в которую включены полиморфизмы, достоверно связанные с риском возникновения респираторной вирусной инфекции или с её тяжелым течением, позволяющей осуществить способ прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы у человека и предрасположенности к ним путем проведения генетического анализа в области полиморфизмов в геноме человека сразу нескольких полиморфизмов в 10 генах. При этом оценка риска производится по генотипу в области полиморфизмов, включенных в данную панель.The technical result is achieved due to the genetic panel created by the authors, which includes polymorphisms that are significantly associated with the risk of a respiratory viral infection or its severe course, which makes it possible to implement a method for predicting the risks of severe respiratory diseases of a viral nature in humans and predisposition to them by conducting genetic analysis. in the field of polymorphisms in the human genome, several polymorphisms in 10 genes at once. In this case, risk assessment is performed by genotype in the area of polymorphisms included in this panel.

Техническая задача осуществляется за счет того, что создана генетическая панель для прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к ним на основе методов генетических исследований, включающая генотип в области патогенных или протективных аллелей полиморфизмов в геноме человека: rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2, при этом,The technical task is carried out due to the fact that a genetic panel has been created to predict the risks of severe respiratory diseases of a viral nature and predisposition to them based on genetic research methods, including the genotype in the field of pathogenic or protective alleles of polymorphisms in the human genome: rs1990760 in the IFIH1 gene, rs12252 in The IFITM3 , RS1800629 gene in the TNF gene, RS75603675 in the gene TMPRSS2 , RS7842 in the C3AR1 , RS744166 gene in the STAT3 gene, RS324011 gene in the GENE 6 , RS179008 in the CCR2 gene, RS1898830 gene in the TLR2 gene, while

ГенGene Полиморфизм и генотип в его областиPolymorphism and genotype in his area Значимый генотипSignificant genotype Функциональное значениеFunctional value IFIH1IFIH1 rs1990760; T/C rs1990760; T/C CC, CTCC, CT РискRisk IFITM3IFITM3 rs12252; A/Grs12252; A/G GGGG РискRisk TNFTNF rs1800629; G/Ars1800629; G/A GA,AAGA, AA РискRisk TMPRSS2TMPRSS2 rs75603675; C/Ars75603675; C/A CA, AACA, AA РискRisk C3AR1C3AR1 rs7842; T/Crs7842; T/C TC, CCTC, CC РискRisk STAT3STAT3 rs744166; A/Grs744166; A/G AG, GGAG, GG ПротективныйProtective STAT6STAT6 rs324011; C/Trs324011; C/T CT, TTCT, TT РискRisk TLR7TLR7 rs179008; A/Trs179008; A/T TTTT РискRisk CCR2CCR2 rs1799864; G/Ars1799864; G/A GA, AAGA, AA РискRisk TLR2TLR2 rs1898830; A/Grs1898830; A/G GGGG ПротективныйProtective

Создан способ прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к ним, заключающийся в выделении ДНК человека, определении последовательности ДНК в области полиморфизмов в геноме человека: rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2 по п.1, после чего полученный генотип анализируют с учетом возможных аллельных вариантов полиморфизмов, анализируют генетическую панель предрасположенности путем суммирования эффектов разных патогенных или протективных аллелей полиморфизмов из п.1, затем выявленный генотип оценивают согласно патогенной или протективной роли аллелей в развитии инфекционного заболевания, суммируют и оценивают общий результат.При этом определение последовательности ДНК в области полиморфизмов в геноме человека проводят методом секвенирования или методом ПЦР в реальном времени, или методом анализа длины рестрикционных фрагментов, а риски тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к ним оценивают путем присвоения баллов генотипу в области каждого полиморфизма, суммирования этих баллов и оценки рисков в зависимости от суммы баллов, при этом сумма баллов = «0» - риск общепопуляционный, сумма баллов меньше «0» – риск повышен, сумма баллов больше «0» – риск снижен, причем,A method for predicting the risks of severe course of respiratory diseases of a viral nature and predisposition to them has been created, which consists in isolating human DNA, determining the DNA sequence in the field of polymorphisms in the human genome: rs1990760 in the IFIH1 gene, rs12252 in the IFITM3 gene, rs1800629 in the TNF gene, rs75603675 in the TMPRSS2 gene , rs7842 in the C3AR1 gene, rs744166 in the STAT3 gene, rs324011 in the STAT6 gene, rs179008 in the TLR7 gene, rs1799864 in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene according to claim 1, after which the resulting genotype is analyzed taking into account possible allelic variants of polymorphism. predisposition by summing up the effects of different pathogenic or protective alleles of polymorphisms from claim 1, then the identified genotype is evaluated according to the pathogenic or protective role of alleles in the development of an infectious disease, summarized and evaluated the overall result. either by real-time PCR or by analysis of the length of restriction fragments, and the risks of severe respiratory diseases of a viral nature and predisposition to them are assessed by assigning points to the genotype in the area of each polymorphism, summing these points and assessing risks depending on the sum of points, with In this case, the sum of points = "0" - the risk is general population, the sum of points is less than "0" - the risk is increased, the sum of points is more than "0" - the risk is reduced, and,

генотип - баллыgenotype - points ген gene полиморфизм polymorphism гомозигота по главному аллелюhomozygous for the major allele гетерозиготаheterozygous гомозигота по минорному аллелюhomozygous for the minor allele CCR2CCR2 rs1799864rs1799864 GG "0"GG "0" GA "-2"GA "-2" AA "-2"AA "-2" IFIH1IFIH1 rs1990760rs1990760 TT "0"TT "0" TC "0"TC "0" CC "-2"CC "-2" IFITM3IFITM3 rs12252rs12252 AA "0"AA "0" AG "0"AG "0" GG "-3"GG "-3" TNFTNF rs1800629rs1800629 GG "0"GG "0" GA "-1"GA "-1" AA "-1"AA "-1" TMPRSS2TMPRSS2 rs75603675rs75603675 CC "0"CC "0" CA "-1"CA "-1" AA "-1"AA "-1" C3AR1C3AR1 rs7842 rs7842 TT "0"TT "0" TC "-2"TC "-2" CC "-2"CC "-2" STAT3STAT3 rs744166rs744166 AA "0"AA "0" AG "0"AG "0" GG "+2"GG "+2" STAT6STAT6 rs324011rs324011 CC "0"CC "0" CT "0"CT "0" TT "-1"TT "-1" TLR2TLR2 rs1898830rs1898830 AA "0"AA "0" AG "0"AG "0" GG "+1"GG "+1" TLR7TLR7 rs179008rs179008 AA "0"AA "0" AG "0"AG "0" GG "-1"GG "-1"

Реализация изобретенияImplementation of the invention

В основу изобретения положен способ для определения предрасположенности человека к респираторной вирусной инфекции, а также к тяжелому или осложненному течению респираторного вирусного заболевания с использованием созданной авторами генетической панели, позволяющей проведение генетического анализа в области полиморфизмов в геноме человекасразу нескольких полиморфизмовв 10 генах. The invention is based on a method for determining a person's predisposition to a respiratory viral infection, as well as to a severe or complicated course of a respiratory viral disease using a genetic panel created by the authors, which allows genetic analysis in the field of polymorphisms in the human genome, several polymorphisms in 10 genes at once.

Повышение точности, более полные рекомендации основываются на введении в рассмотрение большего количества полиморфизмов в большем количестве генов и интерпретации на основании суммирования эффектов влияния разных генотипов по мере увеличения выборки обследуемых людей.Improved accuracy, more complete recommendations are based on the introduction of more polymorphisms in more genes and interpretation based on the summation of the effects of the influence of different genotypes as the sample of examined people increases.

В механизме иммунного ответа организма на вирусы-возбудители респираторных инфекций можно выделить следующие сигнальные пути, проанализированные авторами. In the mechanism of the body's immune response to viruses that cause respiratory infections, the following signaling pathways analyzed by the authors can be distinguished.

Первый путь - инициируемый мембранными толл-подобными рецепторами TLR2 и TLR4, являющимися образ-распознающими молекулами в отношении патогенов. Этот путь в конечном итоге приводит к активации генов провоспалительных цитокинов (интерлейкин 1-бета, интерлейкин-6, альфа-ФНО) и обеспечивает развитие ранних воспалительных реакций.The first pathway is initiated by membrane toll-like receptors TLR2 and TLR4, which are pattern-recognizing molecules in relation to pathogens. This pathway ultimately leads to the activation of genes for pro-inflammatory cytokines (interleukin 1-beta, interleukin-6, alpha-TNF) and ensures the development of early inflammatory reactions.

Второй сигнальный путь начинается с распознавания вирусных нуклеиновых кислот внутриклеточными толл-подобными рецепторами TLR3, TLR7 и TLR8. Этот путь приводит к активации антивирусной защиты и позднего воспалительного ответа за счет выработки интерферонов альфа и бета. The second signaling pathway begins with the recognition of viral nucleic acids by intracellular toll-like receptors TLR3, TLR7, and TLR8. This pathway leads to the activation of antiviral protection and a late inflammatory response due to the production of interferons alpha and beta.

Третий путь – путь активации системы комплемента. Гены, кодирующие компоненты этого пути, также были включены в исследование.The third way is the way of activation of the complement system. The genes encoding components of this pathway were also included in the study.

То есть, все элементы этих сигнальных путей играют роль в развитии своевременного иммунного ответа, поэтому мутации в генах, кодирующих белки сигнальных цепочек или регулирующих активность сигнальных белков могут быть ответственны за протекание вирусного заболевания. That is, all elements of these signaling pathways play a role in the development of a timely immune response, so mutations in the genes encoding signal chain proteins or regulating the activity of signaling proteins may be responsible for the course of a viral disease.

Антивирусные белкиAntiviral proteins

Передача сигнала от патогена в клетку, активация ответа иммунной системы (в том числе антивирусного ответа) зависит от иммунных модуляторов, одним из которых является продукт гена IFIH1. Этот белок способен проявлять антивирусный ответ непосредственно в ответ на вирусную инфекцию, выбрасывая интерфероны I типа и стимулируя выброс цитокинов. При наличии минорного генотипа C/C в области полиморфизма rs1990760 гена IFIH1 происходит нарушение функциональности белка, приводящее к недостатку интерферона-альфа. Недостаток интерферона способен вызывать задержку в первичном иммунном ответе и увеличение скорости репликации вируса и его распространение. Transmission of a signal from a pathogen into a cell, activation of the response of the immune system (including the antiviral response) depends on immune modulators, one of which is the product of the IFIH1 gene. This protein is able to elicit an antiviral response directly in response to a viral infection by releasing type I interferons and stimulating the release of cytokines. In the presence of a minor C/C genotype in the region of the rs1990760 polymorphism of the IFIH1 gene, protein functionality is impaired, leading to a lack of interferon-alpha. A lack of interferon can cause a delay in the primary immune response and an increase in the rate of virus replication and its spread.

На структуру продукта гена IFITM3, также являющегося регулятором выброса интерферонов, влияет генотип в области полиморфизма rs12252. Генотип GG в результате альтернативного сплайсинга дает белок, укороченный на 21 аминокислоту с N-концевого участка. Такой белок не функционален и, посколькуявляется индуктором интерферона, приводит к облегченному входу вируса в клетку и риску более тяжелого течения респираторного заболевания. The structure of the IFITM3 gene product, which is also a regulator of interferon release, is affected by the genotype in the region of the rs12252 polymorphism. The GG genotype, as a result of alternative splicing, produces a protein truncated by 21 amino acids from the N-terminal region. Such a protein is not functional and, since it is an interferon inducer, leads to an easier entry of the virus into the cell and the risk of a more severe course of the respiratory disease.

В патогенезе осложнений респираторных заболеваний участвует ген C3AR1. Аллель С (генотип ТС или C/С) в области полиморфизма rs7842 способствует сосудистой проницаемости и выходе лейкоцитов из сосудистого русла при абсцессе легкого, являющегося осложнением пневмонии. Это может привести к сепсису. The C3AR1 gene is involved in the pathogenesis of complications of respiratory diseases. The C allele (TC or C/C genotype) in the region of rs7842 polymorphism promotes vascular permeability and the release of leukocytes from the vascular bed in lung abscess, which is a complication of pneumonia. This can lead to sepsis.

Ген TMPRSS2 кодирует белок из семейства трансмембранных протеаз. Аллель А в области полиморфизма rs75603675 является фактором риска тяжелого течения COVID-19, так как белок TMPRSS2 связан с облегчением прохождения вируса SARS-CoV-2.The TMPRSS2 gene encodes a protein from the family of transmembrane proteases. The A allele in the rs75603675 polymorphism region is a risk factor for severe COVID-19, since the TMPRSS2 protein is associated with facilitating the passage of the SARS-CoV-2 virus.

Транскрипционные факторыTranscription factors

Ген STAT3 кодирует белок, являющийся активатором транскрипции из семейства STAT и выполняющий роль регулятора экспрессии ряда генов в ответ на цитокины и факторы роста. Кроме того, STAT3 участвует в регуляции ответа организма на вирусные и бактериальные инфекции, поскольку взаимодействие интерлейкина-6 с соответствующими рецепторами запускает процесс фосфорилирования STAT3. Уровень интерлейкина-6 связан с тяжестью инфекционного заболевания и риском осложнений. Генотип G/G в области полиморфизма rs744166 в гене STAT3 играет протективную роль. STAT6 активируется внутри клетки чужеродными нуклеиновыми кислотами, которые приводят к активации врожденного иммунитета. Активированный таким образом, STAT6 регулирует определенный набор генов, необходимых для рекрутирования различных иммунных клеток в очаг инфекции. Минорный генотип ТТ в области полиморфизма rs324011 в гене STAT6 является фактором риска тяжелого течения заболевания вирусной природы.The STAT3 gene encodes a protein that is a transcription activator from the STAT family and acts as a regulator of the expression of a number of genes in response to cytokines and growth factors. In addition, STAT3 is involved in the regulation of the body's response to viral and bacterial infections, since the interaction of interleukin-6 with the corresponding receptors triggers the process of STAT3 phosphorylation. The level of interleukin-6 is associated with the severity of the infectious disease and the risk of complications. The G/G genotype in the region of the rs744166 polymorphism in the STAT3 gene plays a protective role. STAT6 is activated inside the cell by foreign nucleic acids, which lead to the activation of innate immunity. Activated in this way, STAT6 regulates a specific set of genes necessary for the recruitment of various immune cells to the site of infection. The minor TT genotype in the region of the rs324011 polymorphism in the STAT6 gene is a risk factor for the severe course of a viral disease.

РецепторыReceptors

Семейство толл-подобных рецепторов является важным компонентом врожденного иммунитета, отвечая за взаимодействие компонентов вирусных частиц (белков или генетического материала) с клеточными структурами. К этому семейству относятся белки TLR2, TLR3, TLR4, TLR7, TLR9. Они играют фундаментальную роль в распознавании патогенов и активации врожденного иммунитета. Активация TLR-зависимых сигнальных путей, приводящая к секреции провоспалительных цитокинов (интерлейкин-1, интерлейкин-6, фактор некроза опухоли-α, интерферон 1 типа), происходит при проникновении в организм различных инфекционных агентов. TLR2/6 и 4 локализуются на клеточной мембране, а TLR3, TLR7/8 и 9 - на поверхности эндосом. Минорный генотип GG в области полиморфизма rs1898830 в гене TLR2 обладает протективнымхаракетром, так как, теоретически, может усиливать иммунный ответ. Минорный генотип GG в области rs179008 в гене TLR7 является фактором риска перерастания легкой либо бессимптомной формы заболевания в более тяжелую.The family of toll-like receptors is an important component of innate immunity, being responsible for the interaction of components of viral particles (proteins or genetic material) with cellular structures. This family includes proteins TLR2, TLR3, TLR4, TLR7, TLR9. They play a fundamental role in pathogen recognition and activation of innate immunity. Activation of TLR-dependent signaling pathways, leading to the secretion of pro-inflammatory cytokines (interleukin-1, interleukin-6, tumor necrosis factor-α, interferon type 1), occurs when various infectious agents enter the body. TLR2/6 and 4 are localized on the cell membrane, while TLR3, TLR7/8 and 9 are localized on the surface of endosomes. The minor GG genotype in the region of the rs1898830 polymorphism in the TLR2 gene has a protective character, since, theoretically, it can enhance the immune response. The minor GG genotype in the rs179008 region in the TLR7 gene is a risk factor for the development of a mild or asymptomatic form of the disease into a more severe one.

Цитокины и хемокиныCytokines and chemokines

CCR2 – ключевой функциональный рецептор для хемокина CCL2, который, в свою очередь, регулирует экспрессию Т-клеточных воспалительных цитокинов и Т-клеточную дифференциацию и способствует дифференциации Т-клеток в Т-хелпер 17 (Th17) во время воспаления. Аллель А в области полиморфизма rs1799864 в гене CCR2 является фактором риска в отношении вирусных респираторных инфекций. CCR2 is a key functional receptor for the chemokine CCL2, which in turn regulates T cell inflammatory cytokine expression and T cell differentiation and promotes T cell differentiation into T helper 17 (Th17) during inflammation. Allele A in the region of the rs1799864 polymorphism in the CCR2 gene is a risk factor for viral respiratory infections.

Фактор некроза опухолей (ФНО, TNF) - провоспалительный цитокин, секретируемый моноцитами и макрофагами(не только). Является пирогеном, вызывает лихорадочное состояние, в т.ч. кахексию, напрямую или через стимуляцию секрецией IL-1. Ключевой медиатор клеточной смерти и участник цитокинового шторма. Аллель А в области полиморфизма rs1800629 в гене TNF является фактором риска в отношении вирусных респираторных инфекций.Tumor necrosis factor (TNF, TNF) is a pro-inflammatory cytokine secreted by monocytes and macrophages (not only). It is a pyrogen, causes a feverish state, incl. cachexia, directly or through stimulation by IL-1 secretion. A key mediator of cell death and a participant in the cytokine storm. Allele A in the rs1800629 polymorphism region in the TNF gene is a risk factor for viral respiratory infections.

Таблица 1. Полиморфизмы, связанные с предрасположенностью к тяжелому течению заболеваний вирусной природыTable 1. Polymorphisms associated with predisposition to severe viral diseases

ГенGene ПолиморфизмPolymorphism Ассоциация Association 1. CCR21.CCR2 rs1799864rs1799864 HIV1, HCV, SARS-CoV-2, связан с чувствительностьюHIV1, HCV, SARS-CoV-2, associated with susceptibility 2. IFIH12. IFIH1 rs1990760rs1990760 Аутоиммунные заболевания, HCV, SARS-CoV-2, связан с чувствительностью, Autoimmune diseases, HCV, SARS-CoV-2, associated with susceptibility, 3. TLR23.TLR2 rs1898830rs1898830 Бронхиолит (RSV), цитомегаловирусная инфекция
Продолжительность использования подачи кислорода
Bronchiolitis (RSV), cytomegalovirus infection
Duration of use of oxygen supply
4. STAT34. STAT3 rs744166rs744166 COVID-19; Астма, рак легких, COVID-19; Asthma, lung cancer, 5. STAT65.STAT6 rs324011rs324011 COVID-19, связан с тяжелым течением;COVID-19 is associated with a severe course; 6. C3AR16.C3AR1 rs7842rs7842 SARS-CoV-2, чувствительность, нарушения в кровообращенииSARS-CoV-2, sensitivity, circulatory disorders 7. TMPRSS27.TMPRSS2 rs75603675rs75603675 SARS-CoV-2, COVID-19SARS-CoV-2, COVID-19 8. TLR78.TLR7 rs179008rs179008 COVID-19COVID-19 9. TNF9. TNF rs1800629rs1800629 Грипп (риск тяжелого течения), астма, туберкулёз, восприимчивость к ВИЧ, герпетический энцефалит, COVID-19,Influenza (risk of severe), asthma, tuberculosis, HIV susceptibility, herpetic encephalitis, COVID-19, 10. IFITM310.IFITM3 rs12252rs12252 COVID-19, грипп, герпесвирусыCOVID-19, influenza, herpesviruses

Пример №1Example #1

Анализ полиморфизмов в 30 генах, связанных с возникновением и развитием COVID-19 с целью выявления ключевых факторов патогенезакоронавирусной инфекции.Analysis of polymorphisms in 30 genes associated with the emergence and development of COVID-19 in order to identify key factors in the pathogenesis of coronavirus infection.

Авторами было прогенотипировано 319 образцов геномной ДНК от пациентов с различными степенями тяжести заболевания COVID-19 и 78 образцов контрольной ДНК от людей, регулярно или длительно контактировавшими с больными COVID-19, но не имевших клинических проявлений и/или антител к SARS-CoV-2. Генотипирование проводилось в области 34 полиморфизмов, находящихся в 30 генах. Было выявлено 8 полиморфных маркеров, достоверно связанных с риском возникновения заболевания либо его тяжелого течения - rs1799864 в гене CCR2 (OR = 2.21), rs1990760 в гене IFIH1 (OR = 1.8), rs1800629 в гене TNF (OR = 1.98), rs75603675 в гене TMPRSS2 (OR = 1.86), rs7842 в гене C3AR1 (OR = 2.08), rs179008 в гене TLR7 (OR = 1.85), rs12252 в гене IFIH3 (OR = 2.37) и rs324011 в гене STAT6 (OR = 1.83), а также два протективных в отношении COVID-19 варианта - rs744166 в гене STAT3 (OR = 0.36) и rs1898830 в гене TLR2 (OR = 0.47).The authors genotyped 319 genomic DNA samples from patients with varying degrees of severity of COVID-19 disease and 78 control DNA samples from people who had regular or long-term contact with patients with COVID-19, but did not have clinical manifestations and/or antibodies to SARS-CoV-2 . Genotyping was carried out in the area of 34 polymorphisms located in 30 genes. Eight polymorphic markers were identified that were significantly associated with the risk of the disease or its severe course - rs1799864 in the CCR2 gene (OR = 2.21), rs1990760 in the IFIH1 gene (OR = 1.8), rs1800629 in the TNF gene (OR = 1.98), rs75603675 in the gene TMPRSS2 (OR = 1.86), rs7842 in the C3AR1 gene (OR = 2.08), rs179008 in the TLR7 gene (OR = 1.85), rs12252 in the IFIH3 gene (OR = 2.37), and rs324011 in the STAT6 gene (OR = 1.83), as well as two protective against COVID-19 variant - rs744166 in the STAT3 gene (OR = 0.36) and rs1898830 in the TLR2 gene (OR = 0.47).

Данный пример позволил спрогнозировать риск тяжелого течения респираторного вирусного заболевания COVID-19 (10 полиморфизмов в 10 генах) и повысить качество рекомендаций по терапии заболевания. This example made it possible to predict the risk of a severe course of the respiratory viral disease COVID-19 (10 polymorphisms in 10 genes) and improve the quality of recommendations for the treatment of the disease.

Таблица 2. Генетическая предрасположенность человека к тяжелому течению вирусных респираторных инфекцийTable 2. Genetic predisposition of a person to a severe course of viral respiratory infections

ГенGene ПолиморфизмPolymorphism Интерпретация полиморфизмаInterpretation of polymorphism IFIH1IFIH1 rs1990760rs1990760 Роль полиморфизма IFIH1, rs1990760 (C> T) в эпидемиологии вирусной инфекции, хорошо изучена, а минорный аллель T противостоит вирусной инфекции. У мышей с мутированным белком IFIH1 (946T) по этомуаллелю повышена продукция интерферона и повышена защита от летальной вирусной инфекции. На основании исследований на мышах и клеточных культурах ожидается, что люди - носители аллеля Т, должны иметь более высокие уровни интерферона и более низкий риск заражения SARS-COV2 и должны быть защищены от инфекции. (PMID: 32737579)The role of the IFIH1 polymorphism, rs1990760 (C>T) in the epidemiology of viral infection, is well studied, and the minor allele T resists viral infection. Mice with a mutated IFIH1 (946T) protein for this allele have increased interferon production and increased protection against lethal viral infection. Based on mouse and cell culture studies, it is expected that humans carrying the T allele should have higher levels of interferon and a lower risk of SARS-COV2 infection and should be protected from infection. (PMID: 32737579) IFITM3IFITM3 rs12252rs12252 Ген IFITM3 кодирует трансмембранный белок, который стимулирует продукцию интерферона. Аллель G в области rs12252 связана с укороченной изоформой белка, дефектной в функциональном отношении.Исследование, проведенное китайцами ханьской национальности, пришло к выводу, что генотип rs12252 (G/G), по оценкам, дает в шесть раз больший риск тяжелой инфекции, чем генотипы A/G и A/A. Аналогичные результаты были получены и для корейской популяции (PMID: 23361009; PMID: 33169083)The IFITM3 gene encodes a transmembrane protein that stimulates the production of interferon. The G allele in the rs12252 region is associated with a functionally defective truncated isoform of the protein. A/G and A/A. Similar results were obtained for the Korean population (PMID: 23361009; PMID: 33169083) TNFTNF rs1800629rs1800629 Мощный пироген, вызывает лихорадку прямого действия или путем стимуляции интерлейкина-1 секреции и участвует в индукции кахексии, при определенных условиях он может стимулировать пролиферацию клеток и индуцировать дифференцировку клеток. Заболевания, связанные с мутациями в гене TNF, включают астму и малярию. В отношении COVID-19: TNF - провоспалительный цитокин, который непосредственно участвует в избыточном воспалении. Ранний и высокий подъем уровня TNF в крови предсказывает высокий риск смертности. В связи с этим ингибирование фактора некроза опухоли (TNF) является одним из иммуномодулирующих подходов, который имеет большие перспективы для лечения COVID-19 (PMID: 33294881)A powerful pyrogen that induces fever directly or by stimulating interleukin-1 secretion and is involved in the induction of cachexia, under certain conditions it can stimulate cell proliferation and induce cell differentiation. Diseases associated with mutations in the TNF gene include asthma and malaria. Regarding COVID-19: TNF is a pro-inflammatory cytokine that is directly involved in excessive inflammation. An early and high rise in blood TNF levels predicts a high risk of mortality. In this regard, tumor necrosis factor (TNF) inhibition is one of the immunomodulatory approaches that has great promise for the treatment of COVID-19 (PMID: 33294881) TMPRSS2TMPRSS2 rs75603675rs75603675 Сериновая протеаза TMPRSS2 участвует в проникновении вируса SARS-CoV-2 в хозяйскую клетку. Вариант А в rs35074065 вызывает гиперэкспрессию протеазы, что облегчает попадание вируса в клетку и явлляется фактором риска повышенной восприимчивости к вирусу SARS-CoV-2. Также пациенты - носители аллеля А могут быть потенциальными кандидатами для лечения ингибиторами сериновой протеазы (PMID: 32410502)The serine protease TMPRSS2 is involved in the entry of the SARS-CoV-2 virus into the host cell. Option A in rs35074065 causes overexpression of the protease, which facilitates the entry of the virus into the cell and is a risk factor for increased susceptibility to the SARS-CoV-2 virus. Also, patients who carry the A allele may be potential candidates for treatment with serine protease inhibitors (PMID: 32410502) C3AR1C3AR1 rs7842rs7842 Показано, что аллель С rs7842 в C3AR1 связан с повышенным уровнем экспрессии C3AR1 и, соответственно, с повышенной выработкой C3a является одним из самых мощных провоспалительныханафилатоксинов, вырабатываемых во время активации пути комплемента, и участвующего в активации лейкоцитов и привлечении лейкоцитов к участкам воспаления в стенке сосудов (PMID: 25249547).It has been shown that the rs7842 allele in C3AR1 is associated with an increased level of C3AR1 expression and, accordingly, with increased production of C3a is one of the most powerful pro-inflammatory anaphylatoxins produced during complement pathway activation and is involved in the activation of leukocytes and the recruitment of leukocytes to areas of inflammation in the vascular wall (PMID: 25249547). STAT3STAT3 rs744166rs744166 Аллель А связан с гиперактивацией сигнального пути JAK-STAT. Поскольку сам по себе вирус SARS-Cov-2 также способствует активации этого сигнального пути, то активирующий генотип и оказывает дополнительное тормозящее влияние на выработку интерферона-1. Это связано с риском развития таких осложнений течения COVID-19, как коагулопатия/тромбоз, провоспалительным состояниям, профибротический статус и Т-клеточнаялимфопения (PMID: 33037393)Allele A is associated with hyperactivation of the JAK-STAT signaling pathway. Since the SARS-Cov-2 virus itself also contributes to the activation of this signaling pathway, the activating genotype also has an additional inhibitory effect on the production of interferon-1. This is associated with the risk of developing complications of the course of COVID-19, such as coagulopathy / thrombosis, pro-inflammatory conditions, profibrotic status and T-cell lymphopenia (PMID: 33037393) STAT6STAT6 rs324011rs324011 По литературным данным минорный аллель Т связан с повышенным уровнем IgE. Это связано с риском различных атопических состояний, в том числе бронхиальной астмы. Кроме того, аллель Т связан с увеличением промотора гена STAT6 с созданием нового сайта связывания фактора транскрипции ядерного фактора-κB (PMID: 19665768)According to the literature data, the minor allele T is associated with an increased level of IgE. This is associated with the risk of various atopic conditions, including bronchial asthma. In addition, the T allele is associated with an increase in the STAT6 gene promoter with the creation of a new nuclear factor-κB transcription factor binding site (PMID: 19665768) TLR7TLR7 rs179008rs179008 У носителей минорного генотипа ТТ в rs179008 гена TLR7, значительно более низкая экспрессия гена интерлейкина-29 (IL-29), также называемого интерфероном-лямбда (IFN-λ). Это является фактором риска лучшей восприимчивости и более тяжелого протекания вирусных инфекций (PMID: 20872712)Carriers of the minor TT genotype in rs179008 of the TLR7 gene have significantly lower expression of the interleukin-29 (IL-29) gene, also called interferon-lambda (IFN-λ). This is a risk factor for better susceptibility and more severe viral infections (PMID: 20872712) CCR2CCR2 rs1799864rs1799864 Полиморфизм rs1799864 хорошо изучен в связи с восприимчивостью к ВИЧ1 инфекции. Показано, что у носителей генотипов G/A и A/A, инфицированных вирусом ВИЧ1 прогрессирование инфекции в СПИД существенно замедлено по сравнению с носителями генотипа дикого типа G/G. Так, в первые 4 года после заражения вирусом ВИЧ1 вероятность развития СПИД у них снижена на 58%, а в последующие 4 года - на 19% по сравнению с носителями генотипа дикого типа G/G (PMID 12556692)The rs1799864 polymorphism has been well studied in connection with susceptibility to HIV1 infection. It has been shown that in carriers of the G/A and A/A genotypes infected with the HIV1 virus, the progression of infection to AIDS is significantly slower than in carriers of the wild type G/G genotype. So, in the first 4 years after infection with the HIV1 virus, their probability of developing AIDS is reduced by 58%, and in the next 4 years - by 19% compared with carriers of the wild type G/G genotype (PMID 12556692) TLR2TLR2 rs1898830rs1898830 Генетический вариант GG полиморфизма rs7656411 в гене TLR2 связан с риском острого вирусного бронхиолита при различных вирусных респираторных инфекциях. В ситуации заражения вирусом SARS-Cov-2 рецептор TLR-2 распознает S-белок вируса SARS-Cov-2, но и узнает белки HSV и запускает через Myd88 и TRAF6 сигнальный путь NF-kappaB с последующей выработкой цитокинов (PMID: 29253610; PMID: 2925361)The GG genetic variant of the rs7656411 polymorphism in the TLR2 gene is associated with a risk of acute viral bronchiolitis in various viral respiratory infections. In the situation of infection with the SARS-Cov-2 virus, the TLR-2 receptor recognizes the S-protein of the SARS-Cov-2 virus, but also recognizes HSV proteins and triggers the NF-kappaB signaling pathway through Myd88 and TRAF6, followed by the production of cytokines (PMID: 29253610; PMID : 2925361)

На основании анализа, представленного в таблицах 1 и 2 создана генетическая панель для определения предрасположенности человека к тяжелому течению респираторных инфекций, которая включает соотношение риска в зависимости наличия тех или иных аллелей и генотипов в полиморфизмах генов IFIH1, IFITM3, TNF, TMPRSS2, C3AR1, STAT3, STAT6, TLR7, CCR2, TLR2. Based on the analysis presented in tables 1 and 2, a genetic panel was created to determine a person's predisposition to a severe course of respiratory infections, which includes a risk ratio depending on the presence of certain alleles and genotypes in polymorphisms of the IFIH1 , IFITM3 , TNF , TMPRSS2 , C3AR1 , STAT3 genes , STAT6 , TLR7 , CCR2 , TLR2 .

Таблица 3. Генетическая панель для прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к нимTable 3. Genetic panel for predicting the risks of severe viral respiratory diseases and predisposition to them

ГенGene Полиморфизм и генотип в его областиPolymorphism and genotype in his area Значимый генотипSignificant genotype Функциональное значениеFunctional value IFIH1IFIH1 rs1990760; T/C rs1990760; T/C CC, CTCC, CT РискRisk IFITM3IFITM3 rs12252; A/Grs12252; A/G GGGG РискRisk TNFTNF rs1800629; G/Ars1800629; G/A GA,AAGA, AA РискRisk TMPRSS2TMPRSS2 rs75603675; C/Ars75603675; C/A CA, AACA, AA РискRisk C3AR1C3AR1 rs7842; T/Crs7842; T/C TC, CCTC, CC РискRisk STAT3STAT3 rs744166; A/Grs744166; A/G AG, GGAG, GG ПротективныйProtective STAT6STAT6 rs324011; C/Trs324011; C/T CT, TTCT, TT РискRisk TLR7TLR7 rs179008; A/Trs179008; A/T TTTT РискRisk CCR2CCR2 rs1799864; G/Ars1799864; G/A GA, AAGA, AA РискRisk TLR2TLR2 rs1898830; A/Grs1898830; A/G GGGG ПротективныйProtective

Пример №2Example #2

Подтверждение связи выявленных в примере 1полиморфзмов с риском вирусных респираторных заболеваний.Confirmation of the relationship identified in example 1 polymorphisms with the risk of viral respiratory diseases.

Авторами было прогенотипировано 98 медицинских работников (врачи и медсёстры инфекционных отделений и отделений интенсивной терапии), регулярно контактирующих с пациентами с респираторными вирусными инфекциями. Из них у 52 наблюдалась сниженная частота заболеваемости респираторными заболеваниями (ОРВИ, грипп) - от 0 до 2 раз на протяжении 5 лет (в среднем 1.21 раза). У оставшихся 46 заболеваемость составила от 3 до 4 раз на протяжении 5 лет (в среднем 3.75 раз).The authors genotyped 98 medical workers (doctors and nurses of infectious diseases departments and intensive care units) who regularly contact patients with respiratory viral infections. Of these, 52 had a reduced incidence of respiratory diseases (ARVI, influenza) - from 0 to 2 times over 5 years (average 1.21 times). In the remaining 46, the incidence was 3 to 4 times over 5 years (average 3.75 times).

Таблица 4. Результаты исследования частоты встречаемости минорных аллелей полиморфизмов по примеру 1 у групп с разной частотой вирусной инфекцииTable 4. The results of the study of the frequency of occurrence of minor alleles of polymorphisms according to example 1 in groups with different frequencies of viral infection

генgene полиморфизмpolymorphism группа со сниженной частотой заболеваемостиgroup with reduced incidence группа с повышенной частотой заболеваемостиhigh incidence group количество исследуемых с минорным аллелемthe number of subjects with a minor allele частота встречаемости аллеля риска (протективногоаллеля) среди исследуемыхthe frequency of occurrence of the risk allele (protective allele) among the studied количество исследуемых с минорным аллелемthe number of subjects with a minor allele частота встречаемости аллеля риска (протективногоаллеля) среди исследуемыхthe frequency of occurrence of the risk allele (protective allele) among the studied частота встречаемости аллеля риска (протективногоаллеля) среди европейской популяции (данные 1000 Genomes)the frequency of occurrence of the risk allele (protective allele) among the European population (data from 1000 Genomes) IFIH1IFIH1 rs1990760rs1990760 2727 0.5190.519 2929 0.6300.630 0.6050.605 IFITM3IFITM3 rs12252rs12252 1one 0.0190.019 22 0.0430.043 0.0410.041 TNFTNF rs1800629rs1800629 55 0.0960.096 66 0.1300.130 0.1340.134 TMPRSS2TMPRSS2 rs75603675rs75603675 2121 0.4040.404 19nineteen 0.4130.413 0.4050.405 C3AR1C3AR1 rs7842rs7842 1515 0.2880.288 13thirteen 0.2820.282 NDND CCR2CCR2 rs1799864rs1799864 44 0.0770.077 44 0.0870.087 0.0870.087 STAT3STAT3 rs744166rs744166 3333 0.6350.635 18eighteen 0.3910.391 0.4140.414 STAT6STAT6 rs324011rs324011 1212 0.2310.231 16sixteen 0.3480.348 0.3470.347 TLR7TLR7 rs179008rs179008 99 0.1730.173 8eight 0.1740.174 0.1760.176 TLR2TLR2 rs1898830rs1898830 18eighteen 0.3460.346 1515 0.3260.326 0.3250.325

Выявлено, что у группы с пониженной заболеваемостью отличается частота встречаемости минорногоаллеля у 5 полиморфизмов. Это подтверждает связь генотипа анализируемых полиморфных маркеров с риском респираторных вирусных заболеванийIt was revealed that the frequency of occurrence of the minor allele in 5 polymorphisms differs in the group with a reduced incidence. This confirms the association of the genotype of the analyzed polymorphic markers with the risk of respiratory viral diseases.

Пример №3Example #3

Прогноз риска возникновения или тяжелого течения респираторной вирусной инфекции либо устойчивости к респираторной вирусной инфекции на основании анализа полученного разными способами генотипа в области полиморфизмов, приводимых в примере 1.Prediction of the risk of occurrence or severe course of a respiratory viral infection or resistance to a respiratory viral infection based on the analysis of the genotype obtained by various methods in the field of polymorphisms given in example 1.

Таблица 5.Прогноз риска возникновения, тяжелого течения или устойчивости к респираторным вирусным инфекциям на основе анализа генотипа вобласти полиморфизмов из примера1.Table 5. Prediction of the risk of occurrence, severity or resistance to respiratory viral infections based on the analysis of the genotype in the area of polymorphisms from example 1.

Ген, полиморфизм и варианты генотипаGene, polymorphism and genotype variants Генотип риска или протективныйGenotype at risk or protective значимость генотипаgenotype significance БаллыPoints C3AR1 rs7842 (TT/TC/CC)C3AR1 rs7842 (TT/TC/CC) T/C, С/СT/C, C/C РискRisk -2-2 CCR2 rs1799864 (GG/GA/AA)CCR2 rs1799864 (GG/GA/AA) G/A, A/AG/A, A/A РискRisk -2-2 TLR7 rs179008 (AA/AG/GG)TLR7 rs179008 (AA/AG/GG) G/GG/G РискRisk -1-one IFIH1 rs1990760 (TT/CT/CC)IFIH1 rs1990760 (TT/CT/CC) С/СS/S РискRisk -2-2 IFITM3 rs12252 (AA/AG/GG)IFITM3 rs12252 (AA/AG/GG) G/GG/G РискRisk -3-3 TMPRSS2 rs75603675 (CC/CA/AA)TMPRSS2 rs75603675 (CC/CA/AA) C/A, A/A C/A, A/A РискRisk -1-one TNF rs1800629 (GG/GA/AA)TNF rs1800629 (GG/GA/AA) G/A, A/AG/A, A/A РискRisk -1-one STAT6 rs324011 (CC/CT/TT)STAT6 rs324011 (CC/CT/TT) T/TT/T РискRisk -1-one TLR2 rs1898830 (AA/AG/GG)TLR2 rs1898830 (AA/AG/GG) G/GG/G ПротективныйProtective +1+1 STAT3 rs744166 (AA/AG/GG)STAT3 rs744166 (AA/AG/GG) G/GG/G ПротективныйProtective +2+2

Из цельной крови пациента №1 была выделена геномная ДНК и проанализирована в области полиморфизмов из примера 1 методом капиллярного секвенирования по Сэнгеру. Был получен следующий генотип:From the whole blood of patient No. 1, genomic DNA was isolated and analyzed in the field of polymorphisms from example 1 by the method of capillary sequencing according to Sanger. The following genotype was obtained:

1) C3AR1 rs7842 генотип T/T - 0 баллов;1) C3AR1 rs7842 genotype T/T - 0 points;

2) CCR2 rs1799864 генотип G/A – -2 балла;2) CCR2 rs1799864 genotype G/A – -2 points;

3) TLR7 rs179008 генотип A/A – 0 баллов;3) TLR7 rs179008 genotype A/A - 0 points;

4) IFIH1 rs1990760 генотип C/T – 0 баллов;4) IFIH1 rs1990760 genotype C/T - 0 points;

5) IFITM3 rs12252 генотип A/A – 0 баллов.5) IFITM3 rs12252 genotype A/A - 0 points.

6) TMPRSS2 rs75603675 генотип С/A – -1 балл.6) TMPRSS2 rs75603675 genotype С/A – -1 point.

7) TNFrs1800629 генотип G/G – 0 баллов;7) TNFrs1800629 genotype G/G – 0 points;

8) STAT6 rs324011 генотип T/T – -1 балл.8) STAT6 rs324011 genotype T/T – -1 point.

9) TLR2 rs1898830 генотип A/G – 0 баллов9) TLR2 rs1898830 genotype A/G – 0 points

10)STAT3 rs744166 генотипА/А - 0 баллов.10) STAT3 rs744166 genotype A/A - 0 points.

Суммарный балл: -4.Total score: -4.

Заключение:Conclusion:

Пациент №1 обладает повышенным (относительно общепопуляционного) риском в отношении возникновения либо тяжелого течения респираторной вирусной инфекции. Patient No. 1 has an increased (relative to the general population) risk for the occurrence or severe course of a respiratory viral infection.

Из цельной крови пациента №2 была выделена геномная ДНК и проанализирована в области полиморфизмов из примера 1 методом ПЦР с флуоресцентными зондами с детекцией в режиме реального времени. Был получен следующий генотип:From the whole blood of patient No. 2, genomic DNA was isolated and analyzed for polymorphisms from example 1 by PCR with fluorescent probes with real-time detection. The following genotype was obtained:

1) C3AR1 rs7842 генотип T/T - 0 баллов;1) C3AR1 rs7842 genotype T/T - 0 points;

2) CCR2 rs1799864 генотип G/G – -2 балла;2) CCR2 rs1799864 genotype G/G – -2 points;

3) TLR7 rs179008 генотип A/A – 0 баллов;3) TLR7 rs179008 genotype A/A - 0 points;

4) IFIH1 rs1990760 генотип C/T – 0 баллов;4) IFIH1 rs1990760 genotype C/T – 0 points;

5) IFITM3 rs12252 генотип A/A – 0 баллов.5) IFITM3 rs12252 genotype A/A - 0 points.

6) TMPRSS2 rs75603675 генотип С/C – -1 балл.6) TMPRSS2 rs75603675 genotype C/C – -1 point.

7) TNFrs1800629 генотип G/G – 0 баллов;7) TNFrs1800629 genotype G/G – 0 points;

8) STAT6 rs324011 генотип C/C – -1 балл.8) STAT6 rs324011 genotype C/C – -1 point.

9) TLR2 rs1898830 генотип G/G – +1 балл9) TLR2 rs1898830 genotype G/G – +1 point

10) STAT3 rs744166 генотип А/А - 0 баллов.10) STAT3 rs744166 genotype A/A - 0 points.

Суммарный балл: +1.Total score: +1.

Заключение:Conclusion:

Пациент №2 обладает повышенной устойчивостью в отношении возникновения либо тяжелого течения респираторной вирусной инфекции либо склонностью к бессимптомному протеканию респираторной вирусной инфекции.Patient No. 2 has an increased resistance to the occurrence of either a severe course of a respiratory viral infection or a tendency to an asymptomatic course of a respiratory viral infection.

Способ прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к ним можно осуществлять как на стадии развития заболевания, так и до развития заболевания. The method for predicting the risks of a severe course of respiratory diseases of a viral nature and predisposition to them can be carried out both at the stage of the development of the disease and before the development of the disease.

Выводы о решении поставленной технической задачи.Conclusions about the solution of the set technical problem.

1) Разработана генетическая панельдля прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы и предрасположенности к таким заболеваниям на основе методов генетических исследований, включающая генотип в области полиморфизмов в генах : rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2.1) A genetic panel has been developed to predict the risks of severe viral respiratory diseases and predisposition to such diseases based on genetic research methods, including the genotype in the area of polymorphisms in genes: rs1990760 in the IFIH1 gene, rs12252 in the IFITM3 gene, rs1800629 in the TNF gene, rs75603675 in the gene TMPRSS2, rs7842 in the C3AR1 gene, rs744166 in the STAT3 gene, rs324011 in the STAT6 gene, rs179008 in the TLR7 gene, rs1799864 in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene.

2) Показана возможность определения генотипа в области полиморфизмов rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2 различными методами, включающими в себя ПЦР с флуоресцентными зондами в режиме реального времени и секвенирование ДНК.2) The possibility of determining the genotype in the field of polymorphisms RS1990760 in the IFIH1, RS1800625 gene in the IFITM3 gene, RS1800629 in the TNF gene, RS75603675 in the C3AR1, RS744166 gene in the STAT3 gene, RS324011 gene in the STAT6 gene, RS17998864 gene in the TLR7 gene in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene by various methods, including real-time PCR with fluorescent probes and DNA sequencing.

3) Показана связь генотипа в области полиморфизмов rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2 с риском возникновения или тяжелого протекания респираторной вирусной инфекции или с устойчивостью к респираторной вирусной инфекции.3) The genotype is shown in the RS1990760 polymorphism area in the IFIH1, RS1800622 gene in the IFITM3 gene, RS1800629 in the TNF gene, RS75603675 in the TMPRSS2 gene, RS744166 gene in the STAT3 gene, RS324011 gene in the STAT6 gene, RS179008 gene in the TLR7, RS1799864 gene CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene with a risk of occurrence or severe course of a respiratory viral infection or with resistance to a respiratory viral infection.

4) Разработан метод интерпретации результатов генотипирования в области полиморфизмов rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2 на основе присвоения баллов генотипу в области каждого полиморфизма, суммирования этих баллов и заключения на основе итоговой суммы - сумма баллов = «0»- риск общепопуляционный, сумма баллов меньше «0» –риск повышен, сумма баллов больше «0» – риск снижен.4) The method of interpreting the results of genotyping in the field of polymorphisms RS1990760 in the IFIH1, RS12252 gene in the iFitm3 gene, RS1800629 in the TNF gene, RS75603675 in the gene TMPRSS2, RS7842 in the C3AR1 gene, RS744166 gene in the STAT6 gene, RS179008 gene in the TLR7 gene, rs1799864 in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene based on assigning points to the genotype in the area of each polymorphism, summing these points and concluding on the basis of the final sum - sum of points = "0" - general population risk, sum of points less than "0" - increased risk, sum points greater than "0" - the risk is reduced.

Таким образом поставленная задача, а именно создание способа прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы у человека и предрасположенности к ним, а также создание генетической панели для осуществления способа путем проведения генетического анализа сразу нескольких полиморфизмов, решена.Thus, the task set, namely the creation of a method for predicting the risks of severe respiratory diseases of a viral nature in humans and predisposition to them, as well as the creation of a genetic panel for implementing the method by performing a genetic analysis of several polymorphisms at once, has been solved.

Промышленная применимостьIndustrial Applicability

Все приведенные примеры подтверждают промышленную применимость данного изобретения.All of the above examples confirm the industrial applicability of this invention.

Claims (3)

1. Способ прогнозирования рисков тяжелого течения респираторных заболеваний вирусной природы, заключающийся в выделении ДНК человека, определении последовательности ДНК в области полиморфизмов в геноме человека: rs1990760 в гене IFIH1, rs12252 в гене IFITM3, rs1800629 в гене TNF, rs75603675 в гене TMPRSS2, rs7842 в гене C3AR1, rs744166 в гене STAT3, rs324011 в гене STAT6, rs179008 в гене TLR7, rs1799864 в гене CCR2, rs1898830 в гене TLR2, оценке рисков путем присвоения баллов генотипу в области каждого полиморфизма, суммировании этих баллов, при этом сумма баллов = «0» - риск общепопуляционный, сумма баллов меньше «0» – риск повышен, сумма баллов больше «0» – риск снижен, причем: 1. A method for predicting the risks of severe respiratory diseases of a viral nature, which consists in isolating human DNA, determining the DNA sequence in the region of polymorphisms in the human genome: rs1990760 in the IFIH1 gene, rs12252 in the IFITM3 gene, rs1800629 in the TNF gene, rs75603675 in the TMPRSS2 gene, rs7842 in in the C3AR1 gene, rs744166 in the STAT3 gene, rs324011 in the STAT6 gene, rs179008 in the TLR7 gene, rs1799864 in the CCR2 gene, rs1898830 in the TLR2 gene, risk assessment by assigning points to the genotype in the area of each polymorphism, summing these points, while the sum of points = "0 "- the risk is general population, the sum of points is less than "0" - the risk is increased, the sum of points is more than "0" - the risk is reduced, and: генотип - баллыgenotype - points ген gene полиморфизм polymorphism гомозигота по главному аллелю homozygous for the major allele гетерозигота heterozygote гомозигота по минорному аллелю homozygous for the minor allele CCR2 CCR2 rs1799864 rs1799864 GG "0" GG "0" GA "-2" GA "-2" AA "-2" AA "-2" IFIH1 IFIH1 rs1990760 rs1990760 TT "0" TT "0" TC "0" TC "0" CC "-2" CC "-2" IFITM3 IFITM3 rs12252 rs12252 AA "0" AA "0" AG "0" AG "0" GG "-3" GG "-3" TNF TNF rs1800629 rs1800629 GG "0" GG "0" GA "-1" GA "-1" AA "-1" AA "-1" TMPRSS2 TMPRSS2 rs75603675 rs75603675 CC "0" CC "0" CA "-1" CA "-1" AA "-1" AA "-1" C3AR1 C3AR1 rs7842 rs7842 TT "0" TT "0" TC "-2" TC "-2" CC "-2" CC "-2" STAT3 STAT3 rs744166 rs744166 AA "0" AA "0" AG "0" AG "0" GG "+2" GG "+2" STAT6 STAT6 rs324011 rs324011 CC "0" CC "0" CT "0" CT "0" TT "-1" TT "-1" TLR2 TLR2 rs1898830 rs1898830 AA "0" AA "0" AG "0" AG "0" GG "+1" GG "+1" TLR7 TLR7 rs179008 rs179008 AA "0" AA "0" AG "0" AG "0" GG "-1" GG "-1"
2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что определение последовательности ДНК в области полиморфизмов в геноме человека проводят методом секвенирования или методом ПЦР в реальном времени, или методом анализа длины рестрикционных фрагментов.2. The method according to claim 1, which consists in the determination of the DNA sequence in the region of polymorphisms in the human genome by sequencing or by real-time PCR, or by analysis of the length of restriction fragments.
RU2021119516A 2021-07-02 2021-07-02 Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature RU2765686C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119516A RU2765686C1 (en) 2021-07-02 2021-07-02 Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119516A RU2765686C1 (en) 2021-07-02 2021-07-02 Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765686C1 true RU2765686C1 (en) 2022-02-03

Family

ID=80214744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021119516A RU2765686C1 (en) 2021-07-02 2021-07-02 Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765686C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448163C2 (en) * 2010-06-09 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН Method for detecting 17 gjb2 and gjb6 gene mutations accompanying nonsyndromic deafness
CN111690733A (en) * 2020-06-22 2020-09-22 复旦大学附属中山医院 Hormone-induced femoral head necrosis susceptibility gene panel
US10867134B2 (en) * 2016-09-02 2020-12-15 Hitachi High-Tech Corporation Method for generating text string dictionary, method for searching text string dictionary, and system for processing text string dictionary

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448163C2 (en) * 2010-06-09 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН Method for detecting 17 gjb2 and gjb6 gene mutations accompanying nonsyndromic deafness
US10867134B2 (en) * 2016-09-02 2020-12-15 Hitachi High-Tech Corporation Method for generating text string dictionary, method for searching text string dictionary, and system for processing text string dictionary
CN111690733A (en) * 2020-06-22 2020-09-22 复旦大学附属中山医院 Hormone-induced femoral head necrosis susceptibility gene panel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. Heightened innate immune responses in the respiratory tract of COVID-19 patients
Postal et al. Type I interferon in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus
Zhou et al. Overly exuberant innate immune response to SARS-CoV-2 infection
Breen et al. Non-Hodgkin's B cell lymphoma in persons with acquired immunodeficiency syndrome is associated with increased serum levels of IL10, or the IL10 promoter− 592 C/C genotype
Kaiser et al. Differential cytokine responses following Marek's disease virus infection of chickens differing in resistance to Marek's disease
Gao et al. Targeted deep sequencing identifies rare loss-of-function variants in IFNGR1 for risk of atopic dermatitis complicated by eczema herpeticum
Seelbinder et al. Triple RNA-seq reveals synergy in a human virus-fungus co-infection model
Ajdary et al. Toll-like receptor 4 polymorphisms predispose to cutaneous leishmaniasis
Lee et al. Interleukin-18/-607 gene polymorphism in allergic rhinitis
Kabuye et al. Association between CLEC4E gene polymorphism of mincle and pulmonary tuberculosis infection in a northern Chinese population
KR20030093328A (en) New Polynucleotides and Polypeptides of the IFNα-17 Gene
Abbood et al. Association between interleukin-10 gene polymorphisms (rs1800871, rs1800872, and rs1800896) and severity of infection in different SARS-CoV-2 variants
Martínez-Aguilar et al. Effect of genetic polymorphisms on therapeutic response in multiple sclerosis relapsing-remitting patients treated with interferon-beta
Radhakrishnan et al. Single nucleotide polymorphism in the promoter of the human interleukin-13 gene is associated with asthma in Malaysian adults
Mou et al. Association between TIM-1 gene polymorphisms and allergic rhinitis in a Han Chinese population
Wang et al. A DNA-methylated sight on autoimmune inflammation network across RA, pSS, and SLE
RU2765686C1 (en) Method for prediction of risks of severe course of respiratory diseases of viral nature
Baluni et al. Association of ICAM-1 (K469E) and MCP-1-2518 A> G polymorphism with risk of Japanese encephalitis in North Indian population
Shen et al. Association between JAK1 gene polymorphisms and susceptibility to allergic rhinitis
Sivaprasad et al. The distribution of genotype and allelic frequency of IL28B gene polymorphism in Andhra Pradesh, India
Chen et al. Transcriptomic profiles of human foreskin fibroblast cells in response to orf virus
Hernández-Rivera et al. NRAMP1 Polymorphisms like susceptibility marker in Mexican focus of cutaneous leishmaniasis
Uchiumi The putative implications of duplicated GGAA-motifs located in the human interferon regulated genes (ISGs)
JP2005500029A (en) Novel polynucleotides and polypeptides of IFNα-7 gene
RU2469737C1 (en) Method of treating chronic rhinosinusitis