ГАПЛОГРУППА И КОРОНАВИРУС COVID - 19. ВОЗМОЖНАЯ СВЯЗЬ

Мета-анализ. Вторая статья из серии «В поисках истины»

Китайская мудрость гласит: «Сначала изучи дорогу, а потом найди свой путь».

Пандемия коронавируса COVID-19 поставила много вопросов и в первую очередь вопросы спасения жизни заболевших. Высокая степень заражения, многообразие клинической картины, скоротечность болезни и отсутствие профилактических и лечебных препаратов изначально поставили медиков в экстремальные условия. Постепенно ситуация поменялась к лучшему: есть вакцина (пока только российского производства), методом проб и ошибок найдены препараты, которые повышают шансы на выздоровление.

На первых стадиях распространения коронавирусной инфекции было обращено внимание на факт значительного поражения населения Европы, Северной и Южной Америки по сравнению с азиатскими странами и на различие в числе заболевших мужчин и женщин. Было высказано предположение, что мужчины, относящиеся к гаплогруппе R1b (гаплогруппа Y-хромосомы), предрасположены к вирусу SARS-CoV-2 (COVID-19) – чаще болеют и чаще умирают.

Гаплогруппа – это группа схожих гаплотипов, имеющих общего предка, у которого произошла мутация, унаследованная всеми потомками (какое-либо случайное изменение в гене, например однонуклеотидный полиморфизм). Гаплотип – группа аллелей, которая наследуется в неизменном виде. Известны гаплогруппы митохондриальные (митохондриальную ДНК наследуют от матери) и связанные с Y-хромосомой. Она и все мужские признаки, сцепленные с ней, передаются от отца к сыну на протяжении неограниченного числа поколений.

Считают, что гаплогруппы могут быть связаны со здоровьем человека. Есть работы, в которых изучали связь митохондриальной ДНК с сердечно-сосудистыми заболеваниями в разных популяциях (странах) [9; 11; 17], определяли роль Y- хромосомы в патологии коронарных сосудов [6; 7] или при СПИДе [15]. Актуальным стало обсуждение различий путей проникновения коронавируса у мужчин и женщин, которые генетически обусловлены [10; 12].

Вполне логично найти статьи, теоретически обосновывающие необходимость исследований связи атак коронавируса на мужчин с принадлежностью последних к гаплогруппам Y-хромосомы [13; 16]. Наиболее короткий путь проверки наличия такой связи – это расчет коэффициентов корреляции между числом зараженных и числом умерших от поражения коронавирусом с одной стороны и процентом распространенности гаплогруппы в изучаемых популяциях – с другой. Чаще всего расчет шел с данными о гаплогруппе R1b. Были получены следующие результаты: Fr. Bentrem [5] сообщил, что коэффициент корреляции между процентом лиц, принадлежащих гаплогруппе R1b, и числом умерших на один миллион жителей в изучаемых странах (всего 52 страны, включая 26 страны Европы, 11 стран Америки, 12 стран Азии и 3 страны Африки) равен r = 0,83.

S. Schillaci [14] сделал несколько расчетов, привлекая для этого как число заболевших на миллион жителей, так и умерших от коронавируса по 84 странам, включая страны Южной и Северной Америки, Европы, Азии и Африки, коррелируя с данными распространенности следующих гаплогрупп: I, R1a, R1b, G, J2, J1 E, T, L, Q. N. Коэффициенты корреляции оказались статистически значимы только в случае сравнения с R1b группой и соответственно равными: для числа больных r = 0,53177 и для числа умерших – r = 0,63142 по 56 странам (преобладали страны Европы), также r = 0,52022 и r = 0,6344 по материалам всех 84 стран. Автор считает, что коэффициенты корреляции, установленные им, могут меняться по мере роста числа больных и умерших в ходе пандемии COVID-19, но закономерность останется. Он приводит коэффициенты, рассчитанные с использованием отчета ВОЗ от 27.04.2020, и опять только в столбце гаплогруппы R1b показатели корреляции статистически значимы и равны r = 0,82671 и r = 0,73048 (выборка из 56 стран).

J. Delanghe et al. [8] изучали показатели корреляции частоты встречаемости гаплогруппы R1b-S116 со случаями смерти от коронавируса в Бельгии (Фландрия – 5 провинций) и Нидерландах (12 провинций). Коэффициент корреляции был равен: r = 0,601. Для сравнения приводят результат подсчета коэффициента по 28 странам Европы r = 0,390, используя данные ВОЗ на 30.04.2020.

Spyros Anagnostou [3] на материале 38 стран Европы, сравнивая данные смертности от коронавируса на сто тысяч жителей (на 25.05.2020) и процент распространенности гаплогруппы R1b , получил коэффициент корреляции r = 0,768.

Вывод переходил из статьи в статью: существует возможная связь между наследственностью и географическим распространением COVID-19, это подтверждается положительной корреляцией между частотой встречаемости гаплогруппы R1b в популяции и данными о летальности. Популяционная генетика должна стать частью в комплексе изучения заболеваемости коронавирусом.

Недостатком вышеприведенных исследований следует считать то, что их авторы проводили свои расчеты на показателях общей заболеваемости и смертности, включавших данные как о мужчинах, так и о женщинах.

В доступной литературе мы не нашли другие публикации. Не нашли статьи, в которых вышеприведенные выводы подверглись бы сомнению или критике, только А.А. Клесов, доктор химических наук, профессор, президент Академии ДНК-генеалогии, высказал свое мнение, написав: «Отвечаем всем: гаплогруппа никак не влияет» (из статьи «Коронавирус и гаплогруппы Y-хромосомы». 19.03.2020. performat.ru/2020/03/sara-cov/). Возможно, эти слова оказали давление на потенциальных исследователей в том плане, что в российской печати мы также не нашли работ, опровергающих или подтверждающих мнение профессора.

Задачей нашего исследования стало проведение углубленного анализа возможной связи (статистически обоснованной) заболеваемости и смертности мужчин в сравнении с их принадлежностью к гаплогруппе R1b.

Материалы и методика исследования.

Всего использовали материалы по 74 странам. Данные о числе лиц, заболевших коронавирусом и умерших от этого заболевания, почерпнули из отчета ВОЗ на 12.09.2020. Учитывая, что в отчете не представлены отдельно сведения о мужчинах и женщинах, ввели поправку. По материалам, которые мы использовали в мета-анализе, посвященном АВО группам крови и коронавирусу [1], рассчитали соотношение мужчин и женщин, больных коронавирусом, и оно оказалось равным 0,56 (хотя в Израиле ниже – 0,53). Умножив усредненный показатель на число больных и умерших (из отчета ВОЗ), получили определенное представление о доле мужчин, пораженных коронавирусом. Эти данные и использовали в нашем анализе.

Изначально было принято решение сделать пересчет коэффициентов корреляции авторского материала из уже опубликованных работ, но с новыми данными числа больных и умерших. Из исследования мы исключили все страны африканского континента из-за отсутствия полных сведений по этим странам. Затем перераспределили материал для проведения дополнительного анализа. Весь материал разделили на три группы. В первую вошли 40 европейских стран, во вторую – 14 стран Америки, третью составили 20 стран Азии. Критерий отбора – процент гаплогруппы R1b в конкретной стране (проценты распределения заимствованы из разных источников, в том числе из статей [2; 5; 14]). При анализе стран Европы использовали для сравнения проценты распространенности гаплогрупп R1a и I1, так как исследование Ch. Batini et al. [4] показало, что большинство европейцев – потомки всего трех предковых групп и в 64 % случаев принадлежат гаплогруппам R1d, R1a и I1. Исходные материалы представлены в табл. 1. Там же размещены наши расчеты соотношения умерших к заболевшим коронавирусом мужчин.

 Все данные обрабатывались статистически с использованием «Онлайн-калькуляторa по статистике» https:/math.semestr.ru/corel/noncorel.php и «Онлайн-калькулятора для расчета статистических критериев» https://medstatistic.ru/calculators.html.

Таблица 1.

Страны, гаплогруппы и число мужчин, заболевших и умерших от заражения вирусом СOVID-19 на 12.08.2020

Примечание. Следует разъяснить, что количественные показатели распределения гаплогрупп в той или иной стране чаще всего являются результатом накопления сведений, полученных в ходе ДНК – генеалогических исследований (база данных постоянно пополняется [18; 19]). В силу этого они несут в себе долю неточности, которая могла быть ликвидирована при обследовании всей популяции или достаточно большой ее части. Но для цели установления факта влияния гаплогруппы в деле COVID-19 («да» или «нет») это не может помешать, даже учитывая то, что количество заболевших и умерших мужчин, полученное нами благодаря усредненной поправке, также имеет популяционную погрешность. Возможны погрешности и в отчетности стран, которые они передают в ВОЗ.

Показатель смертности от коронавируса из числа заболевших в мире составляет 2,9 % (на 07.10.2020 – ВОЗ). Этот показатель в нашей выборке, равный 2,84, может говорить о ее репрезентативности.

Полученные результаты и обсуждение.

Используя исходные данные из статьи Fr. Betrem [5] о процентном распределении гаплогруппы R1b, произвели расчеты коэффициентов корреляции с числом заболевших и умерших мужчин по 49 странам (минус три африканские страны), взяв данные из табл. 1. Коэффициент корреляции с числом умерших оказался меньше, чем у Fr. Betrem, r = 0,652 (p < 0,05) при индексе детерминации равном 0,189, что указывает на низкую точность подбора уравнения регрессии. Общий вывод: параметры модели, представленной для вычисления коэффициента нелинейной регрессии, статистически незначимы. Рассчитали на этом же материале коэффициент ранговой корреляции Спирмена r = 0,668 (p < 0,05) – связь между факторами Y и X умеренная и прямая. Сравнение с числом больных дало статистически незначимый коэффициент корреляции r = –0,014 (p > 0,05). Далее определили коэффициенты корреляции Пирсона c числом умерших и больных по материалу 25 стран Европы (из 26 упомянутых Fr. Betrem), соответственно: r = 0,605 (p < 0,05), 0,227 ( p > 0,05) и Спирмена c числом больных r = 0,203 ) p > 0,05) – связь слабая и прямая, статистически незначимая. Заключение по этой серии расчетов: существует какая-то корреляционная связь гаплогруппы R1b только с числом умерших от коронавируса мужчин. Продолжим анализ.

Список стран, использованных S. Schillaci [15], уменьшили до 74 (убрали из списка африканские страны и еще две страны, по которым не было сведений о коронавирусе на дату анализа), и рассчитали коэффициенты корреляции R1b с числом больных и умерших мужчин соответственно r = 0,243 (p > 0,05), r = 0,634 – этот коэффициент корреляции значим по критерию t-Стьюдента ( p < 0,001) и почти равен аналогичному показателю в работе S. Schillaci. Но онлайн-программа расчета выдает общее заключение: «Изучена зависимость Y от Х . На этапе спецификации была выбрана парная экспоненциальная регрессия. Оценены ее параметры методом наименьших квадратов. Установлено также, что параметры модели статистически незначимы».

Возможно, идея смешать все страны в один статистический ряд не совсем корректна. Ведь материалы табл. 1 без обработки порождают сомнения: смертность мужчин может быть высокой при низком числе заболевших и низком проценте гаплогруппы R1b. Продолжим анализ, внеся некоторое географическое разделение материала. Сформировали три группы «Европа» – 40 стран, «Азия» – 20 стран и «Америка» – 14 стран. Опять рассчитали коэффициенты корреляции. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Коэффициент корреляции между больными и умершими от COVID-19 и гаплогруппами

Примечание. Перед расчетом коэффициента корреляции число заболевших и умерших мужчин на миллион населения пересчитывали в доли процента и затем вычисляли коэффициент.

В этой таблице только два показателя коэффициента корреляции статистически значимы: R1b и заболевшие мужчины (p = 0,016949); R1b и смертность (p = 0,000009) в группе «Европа». Остальные статистически незначимы (p > 0,05). Можно сделать вывод, что показатели корреляции с гаплогруппой R1a хотя и не имеют статистическую значимость, скорее всего (судя по их размерам), указывают на влияние и этой гаплогруппы в европейской популяции.

Решили продолжить исследование несколько в другом направлении. Рассчитали общее число заболевших мужчин и умерших по трем выборкам «Европа», «Азия», «Америка» и усредненные данные на каждую группу стран, включая представительский процент гаплогрупп. Рассчитали t критерий Стьюдента, чтобы оценить статистическую значимость различий между выборками (см. табл. 3).

Таблица 3.

Общие и усредненные данные по всем выборкам

Примечание. Расчет по гаплогруппам R1a и I1 производили по 38 странам Европы.

Обратим внимание на результаты из этой таблицы. Во-первых, если по общему количеству больных мужчин страны «Азии» занимают первое место, то по общему числу умерших на первое место выдвинулась «Европа», а потом уступила свое первенство «Америке» по среднему числу заболевших и умерших в расчете на одну страну.

Во-вторых, разбирая данные столбца усредненного процентного распределения гаплогруппы R1b, нетрудно заметить различия в выборках, а если сопоставить со смертностью мужчин от короновируса, то получается, что самая большая смертность на одну страну – в «Америке», и там же самый высокий показатель процента мужчин, принадлежащих к гаплогруппе R1b. И, кажется, мы получили еще одно доказательство предрасположенности мужчин гаплогруппы R1b к COVID-19. Но мы не учли участие остальных гаплогрупп, которые присутствуют в этих странах, ведь гаплогруппа R1b – это в среднем только 42,24 % из всей мужской популяции «Америки».

В-третьих, по выборке «Европа» мы имеем данные о трех гаплогруппах, которые, согласно Сh. Batini [45], представляют 2/3 всего мужского населения этих стран. Судя по полученным усредненным процентам, их влияние может оказаться почти равным в предрасположенности к коронавирусу, и теоретически общая смертность мужчин может складываться из трех и более составляющих. Простое умножение дает следующие цифры: R1b – 4739 × 0,2650 = 1255,8; R1a – 4739 × 0,2164 = 1025,5; I1 – 4739 × 0,2378 = 1126. Гипотетическое число мужчин, принадлежащих к этим гаплогруппам и скончавшихся от коронавируса, оказалось равным 3408. Остались еще 1331 мужчина, погибшие от COVID-19, но относящиеся к другим гаплогруппам, например E или J. Расчет критерия Хи-квадрат показал статистически достоверные различия между тремя группами: R1b и R1a – 30,743 (p < 0,001); R1b и I1 – 9,329 (p < 0,003); R1a и I1 – 6,255 (p = 0,013).

В странах «Азии» из 1143 умерших мужчин только 7,93 % связаны с гаплогрупой R1b, т.е. только 91 мужчина. А остальные? Значит, в этом регионе смертность мужчин зависит от других причин, поиск которых, к сожалению, выходит за рамки нашего исследования.

В-четвертых, все количественные различия между выборками оказались статистически значимы, что подчеркивает целесообразность предпринятого нами такого раздельного анализа.

В-пятых, усредненный показатель смертности (соотношение числа умерших мужчин к числу заболевших) увеличивается при переходе от выборки к выборке. Приняли решение посмотреть его динамику, тем более что исходные данные по проценту летальности уже представлены в табл. 1. Результат разместили в табл. 4.

Таблица 4.

Летальность мужчин и гаплогруппа R1b

Наглядно видно, что показатель смертности от коронавируса у мужчин увеличивается параллельно увеличению представительства гаплогруппы R1b. И чтобы завершить этот этап нашего анализа, рассчитали коэффициент корреляции между показателем смертности и данными присутствия гаплогруппы R1b в выборке 74 стран: r = 0,541 ( p < 0,05).

При проведении этого анализа возникло предположение, что в странах с равным процентом носителей одного и того же гаплотипа, объединенных в гаплогруппу R1b, может быть близкое распределение соотношения мужчин, заболевших и умерших от коронавируса. Если да, то тогда, скорее всего, можно рассматривать эту гаплогруппу как генетический маркер предрасположенности к коронавирусу. Отобрали 12 пар стран с полным сходством процента гаплогруппы R1b и 16 пар с различиями в 0,5–2,5 %. Всего 28 пар. Рассчитали критерий Хи-квадрат для оценки внутрипарных различий. Результаты отбора и расчетов представлены в табл. 5.

Таблица 5.

Попарное распределение стран по величине процента гаплогруппы R1b

Оказалось, что из 12 пар в 7 случаях величина критерия Хи-квадрат была статистически незначима (58,3 %). Аналогично 5 пар из 16 (31,2 %), и все эти пять пар стран с различием распространенности гаплогруппы R1b в 0,5 %.

Слово «пары» привело к ассоциации по сходству и подобию с близнецовым методом исследования в генетике, и мы решили построить виртуальную модель. В близнецовом методе доля участия наследственности вычисляется по формуле Карла Хольцингера. Учитываются конкордантные (схожие по определенному признаку) монозиготные и дизиготные близнецы (одного пола). Процент сходства в обеих группах составляет основу для расчета. В нашем (еще раз подчеркну, виртуальном) случае принимаем, что страны – это члены «близнецовых» пар: есть равные по проценту R1b и есть разные. Задача – рассчитать долю вклада гаплогруппы в процесс болезни кронавирусом у мужчин со смертельным исходом. Подставим наши данные в формулу Хольцингера:

 58,3 – 31,2 / 100 – 31,2 = 0,393.

Итак, доля вклада гапплогруппы R1b в вышеназванный процесс в нашей модели составляет 0,393, а остальные 0,607 – другие факторы, иными словами, болезнь у мужчин развивается под влиянием этих факторов, но имеется некоторая генетическая предрасположенность.

Считаем, что гаплогруппа, в частности R1b, может служить генетическим маркером наряду с АВО группами крови и другими маркерами. И от этого и медицинская, и популяционная генетика только выиграют

 Заключение.

Практически во всех странах мира женщин больше, чем мужчин (в процентном сравнении), хотя известно, что рождается 50 на 50 (%). Преобладание числа девочек начинается к первому году жизни и с каждым годом только увеличивается. Ученые предполагают, что наличие двух Х-хромосом у женщин дает им преимущество перед мужчинами в плане способности к выживанию и, соответственно, к большей резистентности к заболеваниям. По размеру Y-хромосома меньше, и количество генов также меньше. Поэтому, если появилась возможность расширить изучение связей Y-хромосомы с нормой или патологией человека, надо воспользоваться.

Наблюдательность научного мира при пандемии коронавируса COVID-19 позволила заметить возможную связь распространенности гаплогруппы R1b с повышенной смертностью в некоторых странах. Наш анализ подтвердил наличие корреляционной связи этих двух признаков. Но существуют и другие факторы, скорее всего, более мощные и определяющие тяжесть течения болезни и уровень летальности в разных странах (например исходное состояние здоровья человека, а скорость заражения будет зависеть от генетической ситуации в популяции, географических и демографических факторов, таких как скученность проживания, социально-бытовые условия и др.).

Предлагаем продолжить исследования в этой области медицинской генетики, пополнить базу данных сведениями о гаплотипе как можно большего числа людей. Думаем, что гаплогруппа может быть использована как генетический маркер во многих исследованиях, связанных со здоровьем человека.

Cписок литературы:

1. Гликман М.Л. В поисках истины. Коронавирус SARS-Cov-2 и АВО группы крови. Мета-анализ // Естественные науки и медицина: теория и практика: сб. ст. по матер. XXXVI–XXVII междунар. науч.-практ. конф. № 9–10 (16). – Новосибирск : СибАК, 2020.
2. Кубарев В. Славяно-монгольское нашествие на Русь. Таблица. Количество славян в Евразии, гаплогруппы R1a1 (2010) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.kubarev.com/ru/content/300.htm.
3. Anagnostou S. The Unexplained East-West Dichotomy in COVID-19 Incidence in Europe: exploring the R1b Y – DNA haplogroup hypothesis // Journal of Regional Socio-Economic Issues. – 2020. – Vol. 10, Isssue 2. – P. 40–47.
4. Large-scale recent expansion of European patrilineages shown by population resequencing / Ch. Batini, P. Hallast [et al.] // Nature Communication 6. – 2015. – Article № 7152.
5. Betrem Fr. COVID-19 death rate: is it in our DNA? // Research Gate. – 2020, July 17 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://doi.org/10.13140/RG.2.2.29960.65289/1.
6. Mitochondrial DNA haplogroups in Spanish patients with hypertrophic cardiomyopathy / M.G. Castro [et al.] // Int. Journal Cardiology. – 2006, Sep. 20. – № 112(2). – P. 202-6.
7. Inheritance of coronary artery disease in men: an analysis of the role of the Y chromosome / F. Charchar [et al.] // Articles. – Vol. 379, Issue 9819. – P. 915–922.
8. The potential influence of human Y-chromosome haplogroup on COVID-19 prevalence and mortality / J. Delanghe [et al.] // Journal Pre-proof / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://doi.org/10.1016/j.annonc.2020.08.2096.
9. Mitochondrial haplogroups H and J .Risk and protective factors for ischemic cardiomyopathy / M. Fernandez-Caggiano [et al.] // PLoS One. – 2012. – № 7 (8).
10. COVID-19 and individual genetic susceptibility / receptivity : role of ACE1/ACE2 genes, immunity, inflammation and coagulation. Might the double X-chromosome in females Be Protective against SARS-CoV-2 compared to the single X-chromosome in males? / D. Gemmati [et al.] // International Journal Molecular Sciences. – 2020, May. – № 21 (10). – P. 3474.
11. Mitochondrial haploroups modify the risk of developing hypertrophic cardiomyopathy in a Danish Population / Cr.M. Hagen [et al.] // PLoS One. – 2013, Aug. 5. – № 8 (8).
12. New insights into genetic susceptibility of COVID-19: an ACT2 and TMPRSS2 polymorphism analysis / Y. Hou, J. Zhao [et al.] // BMC Med. – 2020. – № 18. – P. 216.
13. Moreno G.A. Coronavirus and genetics: in no way a miracle // Mirabilia Journal. Eletronic Juornal of Antiquity & Middle Ages. 30. – 2020, May 5 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.revistamirabilia.com/sites/default/files/pdfs/01._gomezmoreno.pdf.
14. Schillaci S. Possible correlation between COVID-19 contagion and Y-DNA haplogroup R1b. – 2020, May.
15. Association of Y chromosome haplogroup I with HIV progression and HAART outcome / E. Sezgin [et al.] // Human Genetics. – 2009, April. – № 125 (3). – P. 281–294 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://doi.org/10.1007/s00439-008-0620-7.
16. Tevzadze G. Haplogeography of COVID-19 // A hypothesis. – 2020, Apr. 3 / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://criticallog.org/post/gigi-tevzadze-haplogeography-of-covid-19-a-hypothesis.
17. The role of control region mitochondrial DNA mutation in cardiovascular disease : stroke and myocardial infarction / M. Umbria, A. Ramos [et al.] // Scientific Repor. – 2020. – № 10. – P. 2766.
18. Y-Chromosomal diversity in Lebanon it structured by recent historical events / P.A. Zallous [et al.] // The American Journal of Human Genetics. – 2008. – Vol. 82, Issue 4. – P. 873–882.
19. Zieger M., Utz S. The Y-chromosomal haplotype and haplogroup distribution of modern Switzerland still reflects the alpine divide as a geographical barrier for human migration // Forensic Science International. Genetics. – 2020, 21 Junе. – № 48.