40 대의 마라톤 러너가 Covid-19의 사례로 인해 왜 심한 집중 치료실에 그를 착륙 시켰습니까? 건강한 12 살짜리 소년은 왜 대부분의 사람들에게 해를 끼치는 질병으로 목숨을 잃었습니까? 전염병의 가장 끔찍한 측면 중 하나는 질병의 심각성이 너무 잔인하고 임의로 가변적으로 보인다는 것입니다.
SARS-COV-2 바이러스는 노인이거나 당뇨병, 심장병 또는 고혈압과 같은 만성 의학적 상태가있는 환자에서 가장 종종 치명적이지만, 건강한 젊은이들이 흔들리는 예외는 흔합니다. 감염으로 죽지 않는 환자조차도 증상이 큰 스프레드를 보여줍니다. 일부는 결코 아프지 않습니다. 일부는 입원해야하지만 회복해야합니다. 일부는 몇 달 동안 지속되는 장애가 있습니다.
지금까지 과학자들은 Covid-19가 왜 환자만큼 어려운 환자를 때리는지를 설명하기 위해 크게 상실 해 왔지만 이유는 확실히 존재합니다. 국립 알레르기 및 전염병 연구소의 면역 학자 인 헬렌 수 (Helen Su)는“불운이 아닙니다.
조사중인 한 가지 가능성은 일부 사람들이 유전자를 보유하여 COVID-19로부터 더 큰 위험을 초래할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, Covid 인간 유전 적 노력은 SARS-COV-2 바이러스에 감염된 후 집중 치료에 상처를 입은 전 세계 수백 명의 환자를 등록하고 있습니다. 처음 에이 프로젝트는 50 세 미만이고 근본적인 건강 상태가없는 환자 만 등록했지만 최근에는 자격이 확대되었습니다.
Rockefeller University의 소아과 의학 및 면역학 연구원 인 Jean-Laurent Casanova는“SU 및 다른 사람들과 공동 설립 한 Rockefeller University의 소아 의학 및 면역학 연구원 인 Jean-Laurent Casanova는“저의 희망은 모든 연령대의 환자와 동반 질환에 관계없이 심각한 코비드의 유전 적 기초를 이해하는 것입니다. "그리고 그로부터, SARS-cov-2에 취약하게 만드는 메커니즘을 이해합니다."
.일부 유전 적 단서가 이미 밝혀 질 수 있습니다. 지난주 네덜란드의 연구원 팀은 jama 에서 온라인으로 예비 커뮤니케이션을 발표했습니다. 모두 심한 코비드 19 호흡기 질환을 앓고있는 두 가족의 약 4 명의 젊은 남성 환자. 21 세에서 32 세 사이의 남성은 만성 의학적 문제의 병력이 없었지만 DNA 시퀀싱은 각각의 X 염색체에 부족한 면역 반응과 관련된 희귀 한 형태의 유전자를 가지고 있음을 밝혀 냈습니다. 다른 유전자와 관련된 유사한 결함이 COVID-19의 최악의 경우에 일반적인지 여부를 결정하기 위해 훨씬 더 많은 연구가 필요할 것입니다. 그러나 자연 에 나타난 연구에서 오늘, Yale University School of Medicine의 연구원들은 2 개월 동안 113 명의 입원 환자에서 Covid-19의 진행을 따랐다. 질병의 심각성이 부적응 성 면역 반응과 관련이 있음을 발견했다. (이러한 면역 학적 오류의 원인은 결정되지 않았다.)
이러한 발견의 중요성은 Covid-19에 국한되지 않을 수 있습니다. Casanova는 수년 동안 의료 연구원들 사이에서 천천히 신뢰를 얻고있는 아이디어의 챔피언입니다. 유전학은 항상 전염병의 요인입니다. 모든 사람들이 면역 체계의 약점과 같은 매우 구체적인 유전 적 취약성을 가질 수있는 많은 사람들은 하나의 특정 병원체가 경로를 가로 질 때까지 눈에 띄지 않습니다. 그 유전 적 특성은 그들의 아킬레스의 발 뒤꿈치이고, 병원체는 그것을 활용할 수있는 것 중 하나입니다.
이 이론은 임상 실습과 과학자들의 유전자와 전염병 사이의 상호 연결에 대한 인식이 커지고 있습니다. Casanova는 지난 25 년 동안 Herpes Simplex 및 Varicella Zoster 바이러스와 같은 일반적인 병원체에 의해 설명 할 수 없을 정도로 쇠약 한 젊은이들의 게놈을 스캔하는 데 보냈습니다 (차가운 상처와 수두를 유발합니다). 손상된 면역의 외부 증상을 보이지 않는이 어린이들에서, 그는 단일 병원체로 심각한 감염에 취약하게 만드는 유전자의 결함을 발견했습니다. 대부분의 경우, 감염 될 때까지 유전 적 문제의 임상 징후는 없었습니다.
Aarhus University의 의사이자 Covid Human Genetic Stiering Committee의 구성원 인 Trine Mogensen은“어린이 또는 성인이 매우 심각한 감염을 앓고있는 많은 면역 결핍에 대해 유전 적 기초가 있습니다.
Covid 프로젝트가 감염 과정과 관련된 유전자를 찾는 데 성공하면 다른 조건을 찾는 것이 넓어지는 데 관심을 가질 수 있습니다. 감염, 면역 및 게놈의 상호 작용에 대한 추가 연구는 미래의 유전자 기반 의학이 질병을 정기적으로 진단하고 치료하는 방법을 변화시킬 수 있습니다.
면역의 선천적 오류
전염병은 항상 인류에게 가장 큰 위협 중 하나였습니다. 항생제가 발명되기 전에, 감염은 15 세까지 모든 어린이의 절반을 죽였습니다. 그러나 그들의 집단적 통행료만큼 끔찍한 일 이었지만, 최악의 전염병조차도 그들이 감염된 사람들 중 상대적으로 소수의 죽음을 죽였습니다. 결핵은 스컬지 였지만, 감염된 사람들의 10% 미만이 아프게됩니다. 1918 년에 시작된 끔찍한 스페인 독감 전염병조차도 종종 약 2.5%로 추정되는 사망률을 가졌습니다.
질병 중증도의 가변성은 일반적으로 정황 요인으로 분쇄됩니다. 상이한 병원체 균주의 독성, 병원체 노출량, 영양 또는 환자의 일반적인 건강. 그러나 연구원들은 가장 어려운 환자의 유전자에 더 많은 것이 숨어 있다고 의심했습니다.
감염에 대한 유전자 구성 요소에 대한 아이디어는 1905 년으로 거슬러 올라갑니다. Rowland Biffen이라는 영국 과학자가 밀을 죽이고 영국 전역의 농작물 수익을 줄이는 황색 녹이라고 불리는 파괴적인 곰팡이 질병을 담당하는 유전자를 발견했을 때. 그는 식물의 다른 특성에 영향을 미치지 않고 부모에서 자손으로 전달 된 열성 특성으로 곰팡이에 대한 저항이 일부 식물에 존재한다는 것을 발견했습니다. 발견은 축하되었고, 저항성 식물에 대한 그의 사육 방법은 오늘날에도 여전히 널리 사용됩니다.
이러한 유형의 유전자는 나중에 다른 식물과 동물에서 발견되었습니다. 그러나 인간의 유전자 면역 결핍은 1950 년대까지 월터 리드 육군 의료 센터에서 재발 성 혈액 감염을 치료하는 8 살 소년에서 면역 장애가 확인 된 1950 년대까지 관심을 끌기 시작하지 않았습니다. X- 연결된 Agammaglobulinemia로 알려진이 장애는 감마 글로불린이라는 항체를 만드는 신체의 능력을 억제하여 상당히 무해한 병원체로부터 심각한 감염을 초래합니다.
.그 소년은 19 개의 폐렴 구균 수막염을 겪었고, 항생제로 반복적으로 치료되었습니다. 그의 의사 인 Ogden Bruton은 소년이 혈액에 감마 글로불린이 거의 없다는 것을 발견 한 후에야 그의 상태는 더 오래 지속되었다. Bruton은 즉시 감마 글로불린의 월간 주사로 그를 치료하기 시작했으며 소년은 성인으로 살아 남았습니다. 소아과에 설명 된 발견은 1952 년에 나중에 이정표로 인식되어 감염에 대한 싸움을 억제하는 데 면역계의 결함의 역할을 강조했습니다. 이 결함은 나중에“면역의 선천적 오류”라고 불렀습니다.
그 이후로 면역계의 400 개 이상의 선천적 오류가 기록되었습니다. 그들 중 다수는 모든 병원체에 감수성을 유발합니다. 가장 잘 알려진 것은 1970 년대에 널리 알려진 사건 이후“버블 보이”질병으로 별명을 가진 심각한 결합 면역 결핍 (SCID) 일 수 있습니다.
그러나 단일 유전자 돌연변이로 인한 일부 면역 정착은 단일 병원체에 대한 감수성을 유발할 수 있습니다. 이러한 면역 결핍은 사람이 운명적인 미생물과 접촉하지 않는 한 간신히 감지 할 수 없습니다. 헤르페스 간단한 바이러스, 인간 유두종 바이러스, 인플루엔자 및 미코 박테리아 (결핵과 관련된 약한 악성 환경 병원체)로 인한 중증 질환을 일으킨 돌연변이가 발견되었습니다.
Casanova는 이러한 발견 이이 분야에서“패러다임의 변화”로 이어 졌다고 생각합니다. 그는“갑자기, 우리는 사람들에게 실제로 전염병의 근본 원인은 환경이 아니라고 말하고 있습니다. 미생물이 아닙니다. 유전자 병변입니다.”
숨겨진 면역 정전기
이 표적화 된 면역 결핍은 카사노바의 노력을 통해 더 잘 알려졌으며, 파리의 의료 거주자 였을 때 30 년 전에 시작되었습니다. 그는 결핵 백신을받은 후 완벽하게 건강한 일부 어린이들이 왜 심하게 아프게되었는지 알아내는 혐의로 기소되었습니다. BCG 또는 Bacillus Calmette-Guérin으로 알려진 백신은 mycobacterium bovis의 약화 된 균주로 구성됩니다. , 소를 감염시키고 mycobacterium tuberculosis와 밀접한 관련이있는 박테리아 . 대부분의 사람들에게 백신은 부작용이 거의 없거나 전혀 없지만 소수의 어린이 그룹에서는 심각한 감염과 사망을 유발합니다.
Casanova는 1974 년에서 1994 년 사이에 접종 된 프랑스의 어린이에 대한 데이터를 수집했습니다.이 기간 동안 30 명의 어린이가 백신을받은 후 생명을 위협하는 감염을 겪었습니다. 그 아이들 중 13 명은 SCID를 가지고 있었고 2 명은 에이즈를 가졌습니다. Lancet 에 대한 편지에서 1995 년에 Casanova와 그의 공동 저자는 다른 15 명의 어린이는 알려진 면역 결핍이 없었지만“면역 결핍이었고 면역 결핍 상태가 상속되었다는 좋은 증거가 있다는 의심의 여지가 거의 없다고 주장했다.
.그 이후 25 년 동안, 마이코 박테리아 감염에 대한 감수성에 영향을 미치는 9 개의 유전자를 포함하는 17 개의 돌연변이가 발견되었다. 모든 돌연변이는 인터페론 감마라고 불리는 면역 신호 전달 단백질을 생성하는 유전자 경로에 영향을 미칩니다. 이 면역 신호 전달 단백질의 부재는 결핵을 유발하는 매우 악성 균주뿐만 아니라 BCG 백신의 균주와 같은 약화 된 균주의 모든 형태의 마이코 박테리아에 심각한 감수성을 유발합니다.
런던 임페리얼 칼리지 (Imperial College London)의 바이러스학 및 소아 전염병 조교수 인 바네사 산초-시미스 (Vanessa Sancho-Shimizu)에 따르면 이러한 유전자 발견은“큰 성공 사례”라고한다. 그녀는“거의 모든 사례가 질병의 생물학에 대한 전례없는 통찰력을 가져 왔다고 생각합니다. 그들은 또한 새로운 임상 치료로 이어졌습니다. 이제 심한 mycobacterial 감염이있는 병원에 나타나는 어린이는 이러한 유전 적 결함에 대해 테스트하고 인터페론 감마의 주사를받습니다.
유전학 및 면역학의 융합
mycobacterial 질병에서 유전자 장애를 치료하는 성공은 Covid-19에 의해 무너진 사람들에게 유사한 성공 사례가 가능하기를 희망합니다. 그러나 많은 일이 앞서 있습니다. 2013 년 파리에있는 파스퇴르 연구소의 Casanova와 그의 동료 Laurent Abel은 유전체학 및 인간 유전학의 연례 검토에서“전염병의 유전 적 이론”을 발표했습니다. 다른 연구자들이 그들이 연구 한 질병의 패턴에 대한 돌연변이와 유전의 영향을보다 면밀히 조사하도록 장려합니다. 그들은 새로운 논문에서 제안을 업데이트했으며, 같은 저널에 출판을 받아들이면서 생식 및 유전 적 이론의 합성을 요구합니다. “미생물 중심 접근법은 인간의 기대 수명이 현재 수준으로 유지되도록 지속적으로 보장 할 수 없을 것입니다. "인간과 미생물 사이의 무기 경쟁을 장기적인 일로 고려하고 우리의 명백한 성공을 당연한 것으로 여기지 않는 것은 현명 할 것입니다."
.Sancho-Shimizu는 Casanova와 Abel의 아이디어가 여전히 붙잡고 있다고 경고합니다. 많은 의료 연구자들은 여전히 감염이 유 전적으로 통제되는 것으로 생각하지 않을 것입니다. 그러나 게놈 전체의 연관성 연구로 인해 과학자들은 특정 세포 유형에 대한 매우 특정한 영향을 미치는 돌연변이와 특정 감염에 대한 소인 사이의 연결을 지속적으로 인식하고 있습니다. "우리가 지금 놀릴 수있는 많은 미묘함이 있습니다. 이는 환상적입니다."라고 그녀는 말했습니다. "따라서 특정 환자가 질병에 더 취약한 이유에 관해 많은 지식을 가져오고 많은 명확성을 제공하고 있습니다."
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