Genetische Marker für schwere Covid-19-Verläufe

Schwere Covid-19-Verläufe sind in der Regel mit immunvermittelten, entzündlichen Lungenschäden assoziiert. In erster Linie sind hier Aktivitäten des angeborenen Immunsystems relevant. Dies bestätigen jetzt auch genetische Daten, die aus einer Analyse der GenOMICC-Studie (Genetics of Mortality in Critical Care) resultieren.

Wissenschaftler um Athanasios Kousathanas von Genomics England in London und Erola Pairo-Castineira vom Roslin Institut der University of Edinburgh untersuchten die Genome von 7491 kritisch an Covid-19 erkrankten Patienten und verglichen diese mit denen von 48.400 Kontrollpersonen. Die Ergebnisse dieser Studie wurden jetzt im Fachjournal »Nature« publiziert.

Das Team konnte Risikoallele von 16 Genen identifizieren und verifizieren, die signifikant für schwere Covid-19-Verläufe prädisponieren. Etliche dieser Allele kodieren für Komponenten des unspezifischen Immunsystems. So sind allein fünf dieser Gene an dem durch Interferone vermittelten Cross-Talk im Rahmen von frühen Immunreaktionen beteiligt. Dazu gehört wahrscheinlich eine Mutation im Interferon-α-10-Gen (IFNA10), aus der eine destabilisierende Aminosäuresubstitution im Protein resultiert, und ein Variantengen, das vermutlich die Expression der Interferon-α- und -β-Rezeptor-Untereinheit 2 (IFNAR2) des IFNA10-Rezeptors reduziert. Die Signaltransduktion erfolgt dann über eine Kinase, deren Gen TYK2 bei Covid-19-Intensivpatienten ebenfalls häufiger Mutationen aufweist.

Zu den Risikogenen zählen beispielsweise auch Varianten, die für die Interleukin-10 -Rezeptor-β-Untereinheit (IL10RB) und die Phospholipid Scramblase 1 (PLSCR1) kodieren, die ebenfalls an der Weiterleitung der Interferonsignalisierung beteiligt sind. Auch eine Variante des Transkriptionsfaktors BCL11A fiel auf. Dieser kontrolliert negativ die Expression von Gammaglobulin, einem Bestandteil des fetalen Hämoglobins. Er ist unter anderem an der Leukozytendifferenzierung beteiligt.

Ferner identifizierten die Wissenschaftler eine Variante von FUT2 als Risikoallel. Dessen Produkt sorgt dafür, dass AB0-Blutgruppenantigene nicht nur im Blut, sondern auch in Körpersekreten, etwa in Tränen und im Speichel, sowie in der Darmschleimhaut zu finden sind. Nicht überraschend ist, dass die Wissenschaftler auch eine Mutation im Mucin-1-Gen (MUC-1) fanden, das für die Produktion von Mucin zuständig ist. Dies könnte bedeuten, dass Störungen der Schleimproduktion einen schweren Verlauf von Covid-19 begünstigen.

Zudem ließen sich genetische Marker identifizieren, die auf eine kausale Rolle von Gerinnungsfaktoren (Faktor VIII) und der Thrombozytenaktivierung bei kritischen Covid-19-Verläufen hindeuten. Diesen Zusammenhang hatte man bereits auch bei Autopsien und in Proteomdaten gefunden. Weitere Störungen wurden in Zelladhäsionsmolekülen (SELE, ICAM5, CD209) gefunden, über die Immunzellen miteinander kommunizieren.