本文根据北海道大学的研究成果发布资料摘抄编译而成
北海道大学研究生院齿学研究院药理学教室的李智媛助教与波士顿儿童医院的InHee Lee医生及哈佛医学院的Sek Won Kong教授组成的联合研究团队，调查了与新冠病毒（SARS-CoV-2）感染有关的7种蛋白质（ACE2、TMPRSS2、组织蛋白酶B/L、TLR3/7/8）的编码基因是否存在地域或种族差异，同时还研究比较了病毒感染的初期机制是否存在差异。研究发现，SARS-CoV-2与人体细胞的初期结合，以及参与初期先天免疫反应的分子群的基因序列不存在地域或种族差异。
新冠病毒的感染不存在种族差异
SARS-CoV-2在结构上是带有刺状突起（刺突蛋白：S蛋白）的衣壳包裹着病毒的基因组RNA（p.1图）。感染人体细胞时，首先S蛋白会与人体细胞表面的ACE2蛋白结合。病毒为入侵细胞，需要通过TMPRSS2以及组织蛋白酶B/组织蛋白酶L等蛋白质（酶），将S蛋白一切为二。病毒进入细胞后，病毒的基因组RNA会被吸收到细胞内。病毒RNA与TLR3/TLR3/TLR8等蛋白质（受体）结合。与这些受体结合会引起免疫反应。
【研究方法】
研究团队全面解析了3个大规模人体基因多样性数据库（gnomAD、Korean Reference Genome Database：韩国人基因多样性数据库，TogoVar：日本人基因多样性数据库），以及3个全基因组序列数据库（1000 Genomes Projects、Gene-Tissue Expression、Simons Genome Diversity Project），调查了与SARS-CoV-2感染有关的7种蛋白质的编码基因是否存在地域或种族差异。另外，还根据基因序列及蛋白质的结构和功能信息，研究了这7种蛋白质是否存在功能差异。
【研究成果】
在ACE2蛋白的所有氨基酸序列中， 有33个氨基酸直接参与了与SARS-CoV-2的结合。解析这33个氨基酸的基因序列发现19种基因突变体，平均发生率为0.03％。其中，K26R突变序列最多（0.39％），而且存在地区和种族差异。该序列最少的是东亚人（0.007％），最多的是非芬兰裔欧洲人（0.59％）。不过，从分子结构来看，这种氨基酸置换突变不会影响ACE2蛋白的功能。
东亚人的K31K突变序列较多（0.022％），与韩国人（0.029％，解析基因组数量=1722）相比，日本人尤其多（0.23％，解析基因组数量=3552，图1）。这种突变体不会改变氨基酸序列，因此ACE2蛋白的功能也不会发生变化。其他基因突变的发生频率均比较低（0.1％以下），而且大多没有发生氨基酸置换，即使发生氨基酸置换，从分子结构来看，也不会改变ACE2的功能。因此，得出的结论是，SARS-CoV-2与ACE2蛋白的结合能力不存在地域或种族之间的差异。
图1：ACE2的结构与观察的基因突变体（基因的多样化突变）
图中显示了SARS-CoV-2的受体蛋白ACE2的一级结构与观察到的基因突变体（基因的多样化突变）的位点。红色部分是与病毒直接结合的部分。橙色和绿色圆点表示观察到的基因突变体的位点，分别表示发生氨基酸置换的突变（错义突变）和未改变氨基酸序列的突变（同义突变）。观察到的同义突变中，K31K是日本人最常见的同义突变（0.23％）,但没有改变ACE2的结构。
同样，对TMPRSS2、组织蛋白酶B和组织蛋白酶L的酶活性，以及TLR3、TLR7和TLR8与病毒基因组RNA结合的能力进行解析确认，编码上述各种蛋白质的基因虽然发现了导致功能异常的基因突变，但频率均为0.01％，未发现地区或种族差异。
论文信息
题目：A survey of genetic variants in SARS-CoV-2 interacting domains of ACE2、TMPRSS2 and TLR3/7/8 across populations
期刊：Infection、 Genetics and Evolution
DOI：10.1016/j.meegid.2020.104507
研究成果发布资料
编译：JST客观日本编辑部
