神译局是 36 氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、 生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。
编者按:同卵双胞胎往往拥有几乎相同的样貌,这是因为同卵双胞胎由同一个受精卵发育而来,理论上具有相同的遗传物质,只是在受精卵分裂早期分离为了两个个体。然而,同卵双胞胎在胚胎发育早期就开始出现遗传学差异,而同卵双胞胎的基因组不一定完全相同。这种遗传差异在他们各自感染上新冠肺炎后,会表现出什么不同?作者在这篇文章中进行了解答。本文经授权来自《纽约时报》,作者Katherine J.Wu,原文标题Twins with COVID Help Scientists Untangle the Disease’s Genetic Roots。
去年春天,凯莉(左)和金伯莉(右)都患上了新冠肺炎。但她们的患病过程大不相同:凯莉不到一个星期就出院了,而金伯利在重症病房呆了一个月。摄影 Emily Rose Bennett | 图片来自《纽约时报》
凯莉和金伯莉是一对双胞胎。从小到大,她们两姐妹有着相同的爱好:爵士乐、美妆等等。因此,这对双胞胎觉得,即使各自患上新冠肺炎,但由于拥有相同的DNA,她们的身体情况、患病情况并不会什么差别。
显然,病毒并不这么觉得。
2020年初春,这对来自美国密歇根州的姐妹俩,因为气喘和发烧被送进了医院。凯莉不到一周就出院了,而金伯莉却被送进了重症监护病房。
金伯莉在病危的情况下度过了将近一个月的时间。她处于间歇性休克状态,不得不通过呼吸机来帮助她呼吸。在凯莉病愈出院后的几周,金伯莉仍在重新学习如何说话、走路、咀嚼和吞咽她几乎尝不到任何味道的食物。
将近一年后,姐妹俩对这段完全不同的新冠治疗过程感到非常困惑。
“我想知道,我俩都感染了新冠,为什么她的情况比我严重?”凯莉问道。
凯莉并不是第一个好奇这个问题答案的人。自从新冠病毒第一次进入人们的视线以来,全球的科学家一直在研究这个课题。自疫情爆发以来,在被记录在案的9400万个感染病例中,没有任何两个病例是一模一样的,对拥有共同基因密码的双胞胎来说也不例外。
研究人员试图通过同卵双胞胎,来研究先天因素和后天因素对病情究竟有何影响。在美国、澳大利亚、欧洲或者其他地方,研究人员证实,基因的确可以影响新冠肺炎患者的症状。这些研究同时也强调了环境和运气的重要性:即使是同卵双胞胎,免疫系统也会有很大的不同——并且随着年龄的增长,会变得越来越不一样。
曾参与治疗这对双胞胎的医生米西塔·戈尔(Mishita Goel)说,在两姐妹身上看到如此不同的病情发展,她对此感到非常惊讶,并在去年夏天发表了关于这对双胞胎的病例研究:二人都过于肥胖,并有过代谢紊乱的病史。戈尔说,如果真要说二者有什么不同的话,那就是凯莉患有哮喘和更加严重的糖尿病。按理来说,凯莉变成新冠重症感染病例的风险应略高一点;但事实上,病情更严重的却是金伯莉。
不过,有些基因的确会影响一个人得新冠肺炎的严重程度。例如,最近的研究表明,O型血的人感染新冠病毒后变为重症病例的风险较低(专家已警告不要对这类研究结果进行过度解读)。其他论文也归纳了基因与新冠病毒之间的关系,例如细胞如何在病毒到来时发出警报,或如何提高细胞的防御能力以抵御外来的病毒基因。
还有其他的一些基因变化可能使新冠病毒更容易进入人体内。有些基因变化甚至可能会触发异常过度的免疫反应,从而对正常的或生病的器官组织细胞都造成破坏——这是新冠肺炎危重症的共同特征。
美国公共卫生研究员蒂姆·斯佩克特(Tim Spector)说,人们在感染冠状病毒时是否会出现发烧、疲劳和说胡话等症状,似乎有可测量的遗传影响。2020年,蒂姆和他的同事们开发了一个症状跟踪过应用程序,用来记录人们如何处理这种疾病。在一份尚未发表在科学杂志的研究报告中,他们指出,遗传因素可能占到新冠肺炎症状差异的50%。他们正在研究一种名为“ACE2”的分子编码,新型冠状病毒入侵人体门户的靶标。
蒂姆说:“如果我们认为只要破解基因,就能回答这个问题,那就大错特错了。不过,至少在某些方面,同卵双胞胎的身体在基因编程上是相似的。”
感恩节后不久,卡西(左)和克里斯塔(右)就因为感染新冠病倒了。虽然发病时间相差一周,但她们的症状几乎是相同的。摄影 Cydni Elledge | 图片来自《纽约时报》
生活在美国俄亥俄州托莱多市,28岁的双胞胎克里斯塔·伯克特(Krista Burkett)和卡西·米勒(Kasey Miller)在感恩节后不久都病倒了。她们的发病时间相差一周,卡西先感染了新冠,之后随着时间流逝, 克里斯塔也感染了新冠,症状几乎一模一样。
对于这对姐妹来说,新冠肺炎开始于持续时间为一小时的华氏99.5度的高烧,随后是几天的背痛和奇怪的嗡嗡声。在第八天,头痛程度达到了巅峰。但之后,症状神奇地消失了。
病毒的到来并没有让这对双胞胎惊慌失措。卡西谈到她的妹妹时说:“老实讲,这对她(克里斯塔)来说挺好的。她起码知道未来在她身上会发生什么。”
伯克特和米勒所经历只是个例。有许多会增加新冠重症风险的因素,比如肥胖、心脏病、糖尿病、吸烟等等。这些因素受环境和行为的影响很大,而不仅仅只有遗传这一个影响因素。一个人对抗其他冠状病毒的历史,比如那些导致普通感冒的病毒,也可能会影响他们患上新冠重症风险的可能性。
一些研究人员还提出了这样的想法:一个人感染的冠状病毒数量可能会对疾病的严重程度产生影响,这种趋势已经与其他感染记录在案。
译者:Soleil