Wie stark beeinflusst unsere GENETIK einen schweren Verlauf einer SARS-CoV-2-Infektion (COVID-19)?

Warum verläuft bei manchen Menschen die durch SARS-CoV-2 verursachte Infektion COVID-19 schwer, während andere einen milden oder symptomlosen Verlauf haben? Bestimmte klinische Risikofaktoren für COVID-19 sind recht gut beschrieben: höheres Alter, Adipositas, männliches Geschlecht und Begleiterkrankungen … Doch auch bei manchen Menschen ohne diese Risikofaktoren kann COVID-19 schwer verlaufen. Neuere Studien zeigen, dass bei einer kleinen Zahl von Menschen neben klinischen auch genetische Faktoren zu unterschiedlichen klinischen Verläufen von COVID-19 beitragen.

Immunsystem, Genetik und Infektionsrisiko

Immunsystem: Der Einfluss von Störungen auf die Anfälligkeit für Infektionen wurde 1952 durch die Beschreibung eines Gammaglobulinmangels festgestellt.

Bislang wurden mehr als 400 angeborene Störungen des Immunsystems beschrieben. Dank Genetik und Immunologie wissen wir eindeutig, dass angeborene Immundefekte die Infektionsanfälligkeit bestimmen. Während die Wissenschaft gegen COVID-19 neue Impfstoffe und Behandlungen entwickelt, werden zugleich genetische Faktoren erforscht, die den Krankheitsverlauf beeinflussen.

Welche aktuellen Studien gibt es zu SARS-CoV-2 und genetischer Veranlagung?

1. In einer im Juli 2020 in „JAMA Network“ veröffentlichten Studie wurden bei 4 jungen Männern mit schwerer COVID-19-Infektion genetische Analysen durchgeführt. Dabei wurden im TLR7-Gen auf dem X-Chromosom funktionsstörende Varianten (Veränderungen) festgestellt. Diese Varianten führten zu Fehlern bei der Produktion von Interferonen vom Typ 1 und Typ 2. Interferone sind wichtige Moleküle der Immunantwort auf Virusinfektionen.
2. In einer im Juli 2020 in „Nature“ veröffentlichten Analyse von 113 COVID-19-Patienten zeigte sich, dass eine „fehlangepasste und übermäßige“ Immunantwort einen schlechten Verlauf von COVID19 beeinflusste.
3. Eine im September 2020 von der COVID-19-Genetik-Arbeitsgruppe in „NEJM“ veröffentlichte Studie mit 1980 COVID-19-Patienten stellte fest, dass eine Variante in der Region 3p21.31 auf dem 3. Chromosom eine genetische Veranlagung gegenüber COVID-19 verursachte.
4. In einer im September 2020 in „Nature“ veröffentlichten Studie wurde festgestellt, dass dieser auf dem 3. Chromosom beschriebene Risikofaktor aus dem Neandertaler-Genom geerbt wurde. Er wurde bei 50 Prozent der Menschen in Südasien und in Europa bei 16 gefunden.
5. In einer im Oktober 2020 in „Science“ veröffentlichten Studie wurden die Genome von 659 Patienten mit schwerem COVID-19-Verlauf und asymptomatischen (symptomlosen) 534 COVID-19-Patienten analysiert. Nur bei 3,5% der Patienten mit tödlicher COVID-19-Pneumonie (Lungenentzündung) wurden funktionsstörende Varianten in 13 Chromosomenregionen festgestellt. Diese Varianten verursachten Fehler in der TLR3- UND IRF7-abhängigen Typ-1-Interferon-Immunität. Störungen der Typ1-Interferon-Immunität führen zu einem schweren COVID19-Verlauf. Diese genetischen Veränderungen erklären jedoch nur einen kleinen Prozentsatz der schwer erkrankten Patienten.
6. Bei der im Oktober 2020 auf dem Kongress der American Society of Human Genetics vorgestellten bislang größten Exomsequenzierungsstudie mit mehreren Abstammungsgruppen wurden 4 Genregionen und 3 bestimmte Gene beschrieben, die mit dem Verlauf und der Anfälligkeit für COVID-19 verbunden waren. Die Forscher durchsuchten Daten von mehr als 860 Tausend Menschen aus sechs Studien und vier verschiedenen Abstammungsgruppen und untersuchten genetische Unterschiede in drei Kategorien: Anfälligkeit für eine SARS-CoV-2-Infektion, Notwendigkeit einer Krankenhausaufnahme und schwere klinische Verläufe (Intubation und Tod). Wie in früheren Studien zeigte sich für die Region 3p21.31 ein Zusammenhang zwischen Variation und schwerem Krankheitsverlauf. Zudem wurde festgestellt, dass die Gene GPS2, METTL7B und PLPPR3 eine Anfälligkeit für COVID-19 verursachten. Die Chromosomenregionen 22q21.1, 16q24.3,1p31.1 wurden mit einem schweren Krankheitsverlauf verbunden.
7. Eine weitere auf demselben Kongress vorgestellte Studie analysierte die Daten von 14.000 positiven Fällen und einer Kontrollgruppe mit mehr als 1 Million Menschen. Es wurde festgestellt, dass eine Variante auf dem 3. Chromosom den Verlauf von COVID-19 beeinflussen könnte. Ein Zusammenhang dieser Variante mit der Anfälligkeit für COVID-19 wurde jedoch nicht gefunden.
8. In einer von Forschern aus den USA und Kanada durchgeführten Studie wurden 6 Gene (CCR9, SLC6A20, CXCR6, LZTFL1, FYCO1 und IFNAR2) in 2 Chromosomenregionen ermittelt, die mit dem klinischen Zustand stationär aufgenommener COVID-19-Patienten zusammenhingen.
9. In einer im Dezember 2020 veröffentlichten Studie unter Leitung des türkischen Wissenschaftlers Ferhat Ay wurde ein Zusammenhang zwischen genetischen Risikovarianten und der Expression von Genen in Immunzellen gefunden. Beispielsweise beeinflusste die Risikovariante 3P21.31 die Expression des CCR2-Gens in Immunzellen.

Wissen wir genug über die genetische Veranlagung gegenüber COVID-19?

Noch sind nicht alle Gene identifiziert, die eine genetische Veranlagung gegenüber COVID-19 bestimmen! Genetische Forschung wird bekanntlich anhand „wissenschaftlicher Methoden“ durchgeführt. Dafür sind langwierige klinische Studien und verschiedene Analysen erforderlich.

In den in den letzten Monaten veröffentlichten Studien beeinflussten manche Gene und Genvariationen die Immunantwort auf SARS-CoV-2. Diese Studien müssen jedoch mit mehr Teilnehmern unter Einbeziehung von Geschlecht, Alter und anderen chronischen Erkrankungen analysiert werden.

Der Einfluss der genetischen Variante 3p21.31 auf den Krankheitsverlauf wurde in Studien gezeigt. Sie muss in verschiedenen Patientengruppen untersucht und bestätigt werden. Verschiedene Studien kommen zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich ihrer Rolle für Verlauf und/oder Anfälligkeit.

Welchen Anteil der Patienten mit schwerem COVID-19-Verlauf erklären die bisherigen genetischen Studien?

Wir brauchen Zeit, um klarere Ergebnisse zu COVID19 und genetischer Veranlagung zu erhalten. Die Rolle der Genetik für einen schweren oder milden COVID-19-Verlauf ist weiterhin unklar. Wie die genannten Beispiele zeigen, lassen sich nur wenige schwer erkrankte Patienten durch genetische Veränderungen erklären. Höheres Alter, Adipositas, männliches Geschlecht und zusätzliche chronische Erkrankungen bleiben die wichtigsten Risikofaktoren für einen schweren COVID-19-Verlauf. Außerdem gibt es Fallbeispiele, die sich nicht genetisch erklären lassen. So wurde in einer am 8. Dezember in „Annals of Internal Medicine“ veröffentlichten Studie berichtet, dass von zwei eineiigen Zwillingsbrüdern einer einen schweren und der andere einen milden COVID-19-Verlauf hatte. Diese genetisch identischen eineiigen Zwillinge waren auch hinsichtlich ihres Gewichts und des Fehlens von Begleiterkrankungen völlig vergleichbar. Zudem hatten sie sich aus derselben Quelle mit SARS-CoV-2 infiziert. Das Beispiel zeigt, dass COVID-19 sogar bei genetisch völlig gleichen Menschen unterschiedlich verlaufen kann. Dies lässt uns an die Rolle epigenetischer Faktoren denken.

Können Sie Ihr genetisches COVID-19-Risiko durch einen Test erfahren?

Mit der Zunahme genetischer Studien zu COVID-19 und dem Bekanntwerden einiger Daten kamen „Tests auf genetische Veranlagung für COVID-19“ ins Gespräch. Das bringt natürlich viele Fragen und mögliche Probleme mit sich.

Zunächst birgt zur Bestimmung, bei wem COVID-19 schwer verläuft, die „Vermarktung unreifer wissenschaftlicher Daten als genetisches Testkit“ viele ethische Probleme. Insbesondere die Untersuchung der Bevölkerung mit solchen Tests wird zu Missverständnissen führen.

Angenommen, ein Test auf genetische Veranlagung für COVID-19 ergibt für eine Person ein hohes Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf. Wie wird diese Person geschützt, und wie lässt sich außerdem ihre psychische Gesundheit schützen? Oder umgekehrt: Ein Gentest ergibt ein niedriges Risiko für einen schweren Verlauf; was geschieht, wenn die Person Vorsichtsmaßnahmen aufgibt und schwer an COVID-19 erkrankt? Wie werden genetische Veranlagungstests andererseits bei Menschen mit klinischen Risikofaktoren wie höherem Alter, Adipositas und Begleiterkrankungen interpretiert, und welche Empfehlungen geben wir den Getesteten in der klinischen Praxis?

Zu Studien über genetische Veranlagung für COVID-19 liegen noch nicht genügend klare Informationen vor. Eine umfassende Genotyp-Phänotyp-Analyse der Befunde war nicht möglich. Es müssen Analysen mit mehr Teilnehmern erfolgen, die auch unbekannte klinische Zustände wie Adipositas und Herzerkrankungen berücksichtigen.

In einer so bedeutenden Pandemie können solche Gentests eine neue Form der Diskriminierung entstehen lassen. Bis es einen wirksamen Impfstoff oder eine Behandlung gibt, könnten Menschen mit genetischer Veranlagung für bestimmte Arbeiten als ungeeignet gelten und etwa bei der Krankenversicherung Probleme bekommen. Zudem bestehen viele rechtliche Lücken beim Schutz genetischer Informationen.

Fazit Genetische Unterschiede können einen wichtigen Anteil daran haben, wie wir COVID-19 durchmachen. Die bisherigen Befunde erklären jedoch nur einen kleinen Teil der schweren COVID-19-Fälle. Unabhängig von Ihrer genetischen Veranlagung sollten Sie die grundlegenden Regeln zum Schutz vor SARS-CoV-2 anwenden. Durch Abstand, Masken und regelmäßige Händedesinfektion können Sie das COVID-19-Erkrankungsrisiko senken.

*

VERWANDTE THEMEN

• Covid-19: aktuelle Statistiken weltweit und für die Türkei
• Aktuelle Nachrichten und wissenschaftliche Entwicklungen zum Coronavirus