COVID-19 forener indsatser inden for forskning
Siden de tidlige dage af virussen spredte sig over hele verden, begyndte forskning på internationalt plan også. Et bevis på dette er de forskellige konsortier, der er oprettet for at bekæmpe pandemien, såsom COVID-19 High-Performance Computing (HPC) Consortium, COVID-19 Genomics (COG-UK) Consortium eller Host Genetics Initiative (HGI). Sidstnævnte, som 24Genetics deltager i gennem et samarbejde med Health Research Institute of the La Paz University Hospital (IdIPAZ), grupperer næsten 200 internationale forskningsprojekter med fokus på genetiske faktorer, der er modtagelige for virussen.Dette nye indlæg vil beskrive historien om genetiske opdagelser og udviklingen af den forskning, som 24Genetics i øjeblikket udfører.
24Genetics' forskningssamarbejde
Takket være konsortiet, hvori 24Genetics og (HGI) deltager, opdagede vi mange og forskellige genetiske markører. Efterhånden som nye data er tilgængelige, er de genetiske resultater blevet mere meningsfulde. En af de første undersøgelser, der så lyset, identificerede ved hjælp af HGI kritiske markører i det antivirale forsvar og de inflammatoriske processer. Disse omfattede specifikke kromosomer og gener såsom FYCO1 (Chr. 3), IGF1 (Chr. 12) eller DPP9 (Chr. 19) (Figur 1).
Figur 1. Pairo-Castineira, E., et al. Genetiske mekanismer for kritisk sygdom i Covid-19. medRxiv 2020.09.24.20200048; doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.24.2020004
Resultater af forskningen med IdiPaz
Ikke mindre signifikant, og med et meget større antal prøver, blev betydningen af blodgruppe som en immunbeskyttende faktor øget (2). ABO-genet (Chr.3), hovedaktøren, kom ud og viste potentiel beskyttelse på mellem 14 % og 16 % i bestemte blodgrupper. Forskningen bragte også flere inflammatoriske genetiske faktorer relateret til respirationssvigt på bordet (figur 2).
Figur 2. Severe Covid-19 GWAS Group. Genomewide Association-undersøgelse af alvorlig Covid-19 med respirationssvigt. 2020 N Engl J Med 2020; 383:1522-1534 DOI: 10.1056/NEJMoa2020283
Og hvad bidrager 24Genetics til alt dette?
I oktober tager 24Genetics stafetten, og med feltarbejdet udført af IdIPAZ og prøverne, der allerede er sekventeret af vores referencelaboratorier, går det i gang. En af de første opgaver, der blev udført, var filtrering og "helbredelse" af de genererede data. En af de påbegyndte processer var analyse af genetiske data fra personer med IDOC-sygdom vedrørende personer på intensivafdeling (figur 3).
Figur 3. Figura proporcionada af Lasse Folkersen, BS y PhD
Det blev derefter besluttet at begynde at bruge kunstig intelligens ved analysere sæt af rapporterede kliniske variabler, for at vide nøje, hvilke der var mere eller mindre vigtige (tabel 1).
Tabel 1. Diagram leveret af Carlos Ortega, dataforsker
Kunstig intelligens gjorde det ved denne lejlighed muligt at klassificere varianterne efter betydning. I følgende tabel kan du se de forskellige opnåede faktorer. Det var dog nødvendigt at validere modellen; til det brugte vi SHAP (Shapley Additive ExPlanations). Kort sagt giver denne model algoritmen mulighed for at forklare den vægt, som hver faktor har (tabel 2).
Tabel 2. Diagram leveret af Carlos Ortega, dataforsker
Neutrofilforhold, blodmætning eller interleukin-6 (parametre, der allerede er blevet sat under mikroskopet før) var signifikante bekræftede parametre (3,4,5). Når vi havde dataene, var næste skridt at træne algoritmen til at forstå den potentielle forudsigende værdi.
Fordele ved anvendelsen af algoritmen for patienter med COVID-19
Til sidst trænede vi algoritmen til at forudsige, med 97 % tilfældighed, dødeligheden eller overlevelsen af COVID-patienter. På trods af de opmuntrende foreløbige resultater er det videnskabelige hold i 24Genetics forsigtige og taber ikke mulige begrænsende skævheder af syne. 24Genetics vil også validere i datasæt med flere nødvendige prøver for at verificere de opnåede data. Hvis alle resultaterne er valideret, kan værktøjet være nyttigt til overlevelse af COVID-patienter eller forbedring af hospitalsprotokoller. Vi udførte hele computerprocessen med åben kildekode. Derfor til brug uden omkostninger på enhver klinik og hospital i verden. I mellemtiden vil holdet fortsætte med at forske.
Tak:
- Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Universitario La Paz (IdIPAZ)
- Carlos Ortega, dataforsker
- Lasse Folkersen, BS og ph.d
- COVID-19 Host Genetics Initiative. COVID-19 Host Genetics Initiative, et globalt initiativ til at belyse værtsgenetiske faktorers rolle i modtageligheden og sværhedsgraden af SARS-CoV-2-viruspandemien. J. Hum. Genet. 28, 715-718 (2020). https://doi.org/10.1038/s41431-020-0636-6.
Bibliografi:
- Pairo-Castineira, E., et al. Genetiske mekanismer for kritisk sygdom i Covid-19. medRxiv 2020.09.24.20200048; doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.24.20200048
- The Severe Covid-19 GWAS Group. Genomewide Association-undersøgelse af alvorlig Covid-19 med respirationssvigt. 2020 N Engl J Med 2020; 383:1522-1534 DOI: 10.1056/NEJMoa2020283
- Protasio Veras, F., et al. SARS-CoV-2-udløste neutrofile ekstracellulære fælder medierer COVID-19-patologi. J Exp Med 7. december 2020; 217 (12): e20201129. doi: https://doi.org/10.1084/jem.20201129
- Shenoy, N., Luchtel, R. & Gulani, P. Overvejelser for måliltmætning hos COVID-19-patienter: er vi underskydende? BMC Med 18, 260 (2020). https://doi.org/10.1186/s12916-020-01735-2
- Chen X, et al. Påviselig serum alvorligt akut respiratorisk syndrom Coronavirus 2 viral belastning (RNAæmi) er tæt korreleret med drastisk forhøjet interleukin 6 niveau hos kritisk syge patienter med coronavirus sygdom 2019. Clin Infect Dis. 2020. november 5;71(8):1937-1942. doi: 10.1093/cid/ciaa449. PMID: 32301997; PMCID: PMC7184354.
