Розподіл генотипів за поліморфізмом rs12979860 гена IFNL серед пацієнтів дитячого віку з COVID-19 в Україні

Гаращенко Т.А., Уманець Т.Р., Камінська Т.М., Городна О.В., Краснєнков Д.С., Антипкін Ю.Г., Лівшиць Л.А.

ДУ «Інститут педіатрії, акушерства і гінекології ім. академіка О.М. Лук’янової НАМН України», вул. Платона Майбороди, 8, Київ, 04050, Україна
КНП «Київська міська дитяча клінічна інфекційна лікарня», вул. Дегтярівська, 23, Київ, 03143, Україна
Інститут молекулярної біології і генетики вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, 03143, Україна
ДУ «Інститут геронтології ім.Д.Ф. Чеботарьова НАМН України», вул. Вишгородська, 67, Київ, 04114, Україна

Коронавірусна хвороба (COVID-19), збудником якої є важкий гострий респіраторний синдром коронавірус-2 (SARS-CoV-2), вперше була зафіксована в грудні 2019 р. На початку пандемії вважалося, що діти менш схильні до COVID-19, порівняно з дорослими, проте подальші дослідження показали, що діти також є вразливими до інфікування вірусом SARS-CoV-2. Останніми роками з’являються досліджень про роль генетичних чинників у перебігу COVID-19. Даний факт, наводить на думку про імовірне існування спадкової схильності індивідів до інфікування вірусом SARS-CoV-2. Нещодавно, були отриманні дані, про те що певні генетичні поліморфізми, зокрема різні генотипи за поліморфним варіантом rs12979860 гена IFNL, можуть виступати в якості предикторів важкості перебігу респіраторних вірусних інфекцій у дітей, зокрема COVID-19. Мета нашої роботи полягала у дослідженні особливостей розподілу генотипів за поліморфізмом rs12979860 гена IFNL у когорті дітей, які перенесли COVID-19. Також, оцінити асоціацію даного поліморфізму з ризиком інфікування вірусом SARS-CoV-2, розвитком пневмоній під час коронавірусної хвороби та перебігом даного захворювання серед дітей з рекурентними респіраторними захворюваннями (РРЗ). З цією метою обстежуваній групі з 70 дітей, котрі перенесли лабораторно підтверджений COVID-19, було проведено генотипування за поліморфізмом локусу rs12979860 гена IFNL. За результатами дослідження було встановлено, що алель С частіше зустрічався у дітей з РРЗ, порівняно з епізодично хворіючими (p < 0.05, OR 3.2; CI 1.52-6.71), тому даний варіант можна розглядати, як алель ризику більш частого ураження вірусними інфекціями. Також, алель С переважав у підгрупі дітей з пневмонією (p < 0.05, OR 2.36 CI 1.19-4.68), що вказує на те, що алель С, можна вважати алелем, ризику більш важкого перебігу COVID-19, що обумовлений пневмонією. Отримані результати дозволяють стверджувати, що алель С може виступати прогностичним маркером ризику розвитку пневмонії у дітей з COVID-19. Крім цього, носійство алеля С асоційовано з випадками РРЗ серед дітей.

Ключові слова: SARS-COV-2, COVID-19, генетичні маркери, пневмонії, генетичний поліморфізм IFNL

Цитологія і генетика
2023, том 57, № 6, 73-81

Cytology and Genetics
2023, том 57, № 6, 579–586,
doi: https://doi.org/10.3103/S0095452723060038

Повний текст та додаткові матеріали

Цитована література

Alipoor, S.D., Jamaati, H., Tabarsi, P., et al., Immunopathogenesis of pneumonia in COVID-19, Tanaffos, 2020, vol. 19, no. 2, pp. 79–82. https://doi.org/10.3345/cep.2020.00759

Andreakos, E., Zanoni, I., and Galani, I.E., Lambda interferons come to light: dual function cytokines mediating antiviral immunity and damage control, Curr. Opin. Immunol., 2019, vol. 56, pp. 67–75. https://doi.org/10.1016/j.coi.2018.10.007

Ansari, M.A., Marchi, E., Ramamurthy, N., et al., In vivo negative regulation of SARS-CoV-2 receptor, ACE2, by interferons and its genetic control [version 1; peer review: 1 approved with reservations], 2021.

Antypkin, Yu.G., Lapshyn, V.F., Umanets, T.R., et al., Analysis of the COVID-19 prevalence among children in Ukraine during the first year of the pandemic, Child`s Health, 2023, vol. 18, pp. 1–5. https://doi.org/10.22141/2224-0551.18.1.2023.1551

Broggi, A., Ghosh, S., Sposito, B., et al., Type III interferons disrupt the lung epithelial barrier upon viral recognition, Science, 2020, vol. 369, no. 6504, pp. 706–712. https://doi.org/10.1126/science.abc3545

Busnadiego, I., Fernbach, S., Pohl, M.O., et al., Antiviral activity of type I, II, and III interferons counterbalances ACE2 inducibility and restricts SARS-CoV-2, mBio, 2020, vol. 11, no. 5, p. e01928–20. https://doi.org/10.1128/mBio.01928-20

Cheung, C.Y., Poon, L.L.M., Ng, I.H.Y., et al., Cytokine responses in severe acute respiratory syndrome coronavirus-infected macrophages in vitro: possible relevance to pathogenesis, J. Virol., 2005, vol. 79, no. 12, pp. 7819–7826.

Coronavirus Disease (COVID-19) Situation Reports, Geneva: World Health Organization, 2020.

Ellinghaus, D., Degenhardt, F., Bujanda, L., et al., Genomewide association study of severe COVID-19 with respiratory failure, N. Engl. J. Med., 2020, vol. 383, pp. 1522–1534. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2020283

Hadjadj, J., Yatim, N., Barnabei, L., et al., Impaired type I interferon activity and inflammatory responses in severe COVID-19 patients, Science, 2020, vol. 369, no. 6504, pp. 718–724. https://doi.org/10.1126/science.abc6027

Hemann, E.A., Gale, M.Jr., and Savan, R., Interferon lambda genetics and biology in regulation of viral control, Front. Immunol., 2017, vol. 8, p. 1707. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.01707

Hou, W., Wang, X., Ye, L., Zhou, L., Yang, Z.Q., Riedel, E., Ho, W.Z., et al., Lambda interferon inhibits human immunodeficiency virus type 1 infection of macrophages, J. Virol., 2009, vol. 83, no. 8, pp. 3834–3842. https://doi.org/10.1128/JVI.01773-08

Ikitimur, H., Borku Uysal, B., Cengiz, M., et al., Determining host factors contributing to disease severity in a family cluster of 29 hospitalized SARSCoV-2 patients: Could genetic factors be relevant in the clinical course of COVID-19?, J. Med. Virol., 2021, vol. 93, no. 1, pp. 357–365. https://doi.org/10.1002/jmv.26106

Kotenko, S.V., Gallagher, G., Baurin, V.V., et al., IFN-λs mediate antiviral protection through a distinct class II cytokine receptor complex, Nat. Immunol., 2003, vol. 4, no. 1, pp. 69–77. https://doi.org/10.1038/ni875

Kotenko, S.V., Rivera, A., Parker, D., et al., Type III IFNs: Beyond antiviral protection, Semin. Immunol., 2019, vol. 43, p. 101303. https://doi.org/10.1016/j.smim.2019.101303

Kucherenko, A.M., Pampukha, V.M., and Livshits, L.A., Study on the IFNL4 gene ss469415590 variant in Ukrainian population, Biopolym. Cell, 2014, no. 5, pp. 400–402. https://doi.org/10.7124/bc.0008B8

Lau, S.K.P., Lau, C.C.Y., Chan, K.-H., et al., Delayed induction of proinflammatory cytokines and suppression of innate antiviral response by the novel Middle East respiratory syndrome coronavirus: implications for pathogenesis and treatment, J. Gen. Virol., 2013, vol. 94, no. 12, pp. 2679–2690.

Law, H.K.W., Cheung, C.Y., Ng, H.Y., Sia, S.F., Chan, Y.O., Luk, W., et al., Chemokine up-regulation in SARS-coronavirus-infected, monocyte-derived human dendritic cells, Blood, 2005, vol. 106, no. 7, pp. 2366–2374.

Li, Y., Ke, Y., Xia, X., et al., Genome-wide association study of COVID-19 severity among the Chinese population, Cell Discovery, 2021, vol. 7, p. 76. https://doi.org/10.1038/s41421-021-00318-6

Major, J., Crotta, S., Llorian, M., et al., Type I and III interferons disrupt lung epithelial repair during recovery from viral infection, Science, 2020, vol. 369, no. 6504, pp. 712–717. https://doi.org/10.1126/science.abc2061

Montazersaheb, S., Hosseiniyan Khatibi, S.M., Hejazi, M.S., et al., COVID-19 infection: an overview on cytokine storm and related interventions, Virol. J., 2022, vol. 19, no. 1, p. 92. https://doi.org/10.1186/s12985-022-01814-1

Mousa, M., Vurivi, H., Kannout, H., et al., Genome-wide association study of hospitalized COVID-19 patients in the United Arab Emirates, eBioMedicine, 2021, vol. 74, p. 103695. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2021.103695

Nagaraju, K., Shah, R., Ganapathy, S., et al., Practical Approach for the Diagnosis, Prevention, and Management of Recurrent Upper Respiratory Tract Infection in Children: Report from an Expert Closedgroup Discussion, Pediatric Infectious Disease, 2021.

Rugwizangoga, B., Andersson, M.E., Kabayiza, J.C., et al., IFNL4 genotypes predict clearance of RNA viruses in Rwandan children with upper respiratory tract infections, Front. Cell. Infect. Microbiol., 2019, vol. 9, p. 340. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00340

Saponi-Cortes, J.M.R., Rivas, M.D., Calle-Alonso, F., et al., IFNL4 genetic variant can predispose to COVID-19, Sci. Rep., 2021, vol. 11, no. 1, p. 21185. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00747-z

Schoggins, J.W., Interferon-stimulated genes: what do they all do?, Annu. Rev. Virol., 2019, vol. 6, pp. 567–584. https://doi.org/10.1146/annurev-virology-092818-015756

Schultze, J.L. and Aschenbrenner, A.C., COVID-19 and the human innate immune system, Cell, 2021, vol. 184, no. 7, pp. 1671–1692. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.029

Smits, S.L., de Lang, A., van den Brand, J.M.A., Leijten, L.M., et al., Exacerbated innate host response to SARS-CoV in aged non-human primates, PLoS Pathog., 2010, vol. 6, no. 2, p. e1000756-e Sorrentino, L., Silvestri, V., Oliveto G. et al. Distribution of interferon lambda 4 single nucleotide polymorphism rs11322783 genotypes in patients with COVID-19, Microorganisms, 2022, vol. 10, no. 2, p. 363. https://doi.org/10.3390/microorganisms10020363

Stanifer, M.L., Kee, C., Cortese, M., et al., Critical role of type III interferon in controlling SARS-CoV-2 infection in human intestinal epithelial cells, Cell Rep., 2020, vol. 32, no. 1, p. 107863. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107863

Syedbasha, M. and Egli, A., Interferon lambda: modulating immunity in infectious diseases, Front. Immunol., 2017, vol. 8, p. 119. https://doi.org/10.3389/fimmu.2017.00119

Thomas, D.L., Thio, C.L., Martin, M.P., et al., Genetic variation in IL28B and spontaneous clearance of hepatitis C virus, Nature, 2009, vol. 461, no. 7265, pp. 798–801. https://doi.org/10.1038/nature08463

Wang, E.Y., Mao, T., Klein, J., et al., Diverse functional autoantibodies in patients with COVID-19, medRxiv, 2021, vol. 1. https://doi.org/10.1101/2020.12.10.20247205

Webb Hooper, M., Nápoles, A.M., and Pérez-Stable, E.J., COVID-19 and racial/ethnic disparities, JAMA, 2020, vol. 323, no. 24, pp. 2466–2467. https://doi.org/10.1001/jama.2020.8598

Wu, L., Zhang, X.F., Yang, Y., et al., Clinical characteristics of pediatric cases of COVID-19 in Hunan, China: A retrospective, multi-center case series, Front. Pediatr., 2021, vol. 9, p. 665377. https://doi.org/10.3389/fped.2021.665377

Zhu, N., Zhang, D., Wang, W., et al., China novel coronavirus investigating and research team. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019, N. Engl. J. Med., 2020, vol. 382, no. 8, pp. 727–733. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2001017

Ziegler, C.G.K., Miao, V.N., Owings, A.H., et al., Impaired local intrinsic immunity to SARS-CoV-2 infection in severe COVID-19, bioRxiv, 2021, vol. 20, p. 2021.02.20.431155. https://doi.org/10.1101/2021.02.20.431155