Abstract

Rare variants affecting host defense against pathogens could be involved in COVID-19 severity and may help explain fatal outcomes in young and middle-aged patients. Our aim was to report the presence of rare genetic variants in certain genes, by using whole exome sequencing, in a selected group of COVID-19 patients under 65 years who required intubation or resulting in death (n = 44). To this end, different etiopathogenic mechanisms were explored using gene prioritization-based analysis in which genes involved in immune response, immunodeficiencies or blood coagulation were studied. We detected 44 different variants of interest, in 29 different patients (66%). Some of these variants were previously described as pathogenic and were located in genes mainly involved in immune response. A network analysis, including the 42 genes with candidate variants, showed three main components, consisting of 25 highly interconnected genes related to immune response and two additional networks composed by genes enriched in carbohydrate metabolism and in DNA metabolism and repair processes. In conclusion, we have detected candidate variants that may potentially influence COVID-19 outcome in our cohort of patients. Further studies are needed to confirm the ultimate role of the genetic variants described in the present study on COVID-19 severity.

Details

Title
Presence of rare potential pathogenic variants in subjects under 65 years old with very severe or fatal COVID-19
Author
López-Rodríguez, Rosario 1 ; Del Pozo-Valero, Marta 2 ; Corton, Marta 2 ; Minguez, Pablo 3   VIAFID ORCID Logo  ; Ruiz-Hornillos, Javier 4 ; Pérez-Tomás, María Elena 5 ; Barreda-Sánchez, María 6 ; Mancebo, Esther 7 ; Villaverde, Cristina 2 ; Núñez-Moreno, Gonzalo 8 ; Romero, Raquel 2 ; Fernández-Caballero, Lidia 2 ; Fernández Sanchez, Ruth 2 ; García Vara, Inés 2 ; Marzal Gordo, Laura 2 ; Martinez-Ramas, Andrea 2 ; Ondo, Lorena 2 ; Górgolas, Miguel 9 ; Cabello, Alfonso 9 ; Barba, Germán Peces 10 ; Heili, Sara 10 ; Calvo, César 11 ; Ríos, María Dolores Martín 12 ; Santos, Arnoldo 11 ; Sánchez-Pernaute, Olga 13 ; Llanos, Lucía 14 ; Zazo, Sandra 15 ; Rojo, Federico 15 ; Villar, Felipe 10 ; de Andrés, Raimundo 16 ; Alfaro, Ignacio Jiménez 17 ; Gadea, Ignacio 18 ; Perales, Celia 18 ; Juarez, Yolanda Cañadas 19 ; Mahillo, Ignacio 20 ; Herrero, Antonio 21 ; Taracido, Juan Carlos 21 ; García-Vázquez, Elisa 22 ; Jara-Rubio, Rubén 23 ; Pons-Miñano, José A. 24 ; Marín-Martínez, Juana M. 25 ; Herranz-Marín, M. Teresa 26 ; Bernal-Morell, Enrique 27 ; García-García, Josefina 28 ; de Dios González-Caballero, Juan 29 ; Chirlaque-López, M. Dolores 30 ; Minguela-Puras, Alfredo 31 ; Muro-Amador, Manuel 31 ; Moreno-Docón, Antonio 32 ; Yagüe-Guirao, Genoveva 32 ; Abellán-Perpiñán, José M. 33 ; Martínez-Pérez, Jorge E. 34 ; Sánchez-Martínez, Fernando I. 33 ; Utrero-Rico, Alberto 7 ; Fernández-Ruiz, Mario 35 ; Carretero, Octavio 36 ; Aguado, José María 35 ; Laguna-Goya, Rocio 7 ; Jiménez, Ángel 37 ; Abián, María Herrera 38 ; Salmones, Mercedes García 39 ; Alarcon, Lidia Gagliardi 37 ; Oliveira, María Rubio 37 ; Romero, Carlos Fabian Castaño 37 ; Cosgaya, Carlos Aranda 37 ; Palomares, Virginia Víctor 37 ; Rodríguez, Leticia García 39 ; Abad, Maria Sanchez Carpintero 39 ; Torrejón, Mª Carmen García 40 ; Paz-Artal, Estela 41 ; Guillén-Navarro, Encarna 42 ; Almoguera, Berta 2 ; Ayuso, Carmen 2 

 Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Genetics & Genomics, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Instituto de Salud Carlos III, Center for Biomedical Network Research on Rare Diseases (CIBERER), Madrid, Spain (GRID:grid.413448.e) (ISNI:0000 0000 9314 1427); Universidad San Pablo-CEU, CEU Universities, Department of Pharmaceutical and Health Sciences, Faculty of Pharmacy, Madrid, Spain (GRID:grid.8461.b) (ISNI:0000 0001 2159 0415) 
 Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Genetics & Genomics, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Instituto de Salud Carlos III, Center for Biomedical Network Research on Rare Diseases (CIBERER), Madrid, Spain (GRID:grid.413448.e) (ISNI:0000 0000 9314 1427) 
 Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Genetics & Genomics, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Instituto de Salud Carlos III, Center for Biomedical Network Research on Rare Diseases (CIBERER), Madrid, Spain (GRID:grid.413448.e) (ISNI:0000 0000 9314 1427); Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Bioinformatics Unit, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
 Hospital Infanta Elena, Allergy Unit, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4); Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad Francisco de Vitoria, Faculty of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.449795.2) (ISNI:0000 0001 2193 453X) 
 Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria Virgen de la Arrixaca (IMIB-Arrixaca), Murcia, Spain (GRID:grid.452553.0) (ISNI:0000 0004 8504 7077) 
 Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria Virgen de la Arrixaca (IMIB-Arrixaca), Murcia, Spain (GRID:grid.452553.0) (ISNI:0000 0004 8504 7077); Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), Health Sciences Faculty, Murcia, Spain (GRID:grid.411967.c) (ISNI:0000 0001 2288 3068) 
 Hospital Universitario 12 de Octubre, Department of Immunology, Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329); Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre (imas12), Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329) 
 Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Genetics & Genomics, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Bioinformatics Unit, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
 Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Division of Infectious Diseases, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
10  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Neumology, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
11  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Intensive Care Department, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
12  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Preventive Medicine Department, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
13  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Reumathology Service, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
14  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Clinical Trials Unit, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
15  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Pathology, BiobankMadrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
16  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Internal Medicine Department, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
17  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Opthalmology Department, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
18  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Clinical Microbiology, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
19  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
20  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Department of Statistics, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
21  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Data Analysis Department, Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126) 
22  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
23  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, Servicio de Medicina Intensiva, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
24  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, Servicio de Digestivo, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
25  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, Servicio de Urgencias, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
26  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Universitario Morales Meseguer, Servicio de Medicina Interna, Murcia, Spain (GRID:grid.411101.4) (ISNI:0000 0004 1765 5898) 
27  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital General Universitario Reina Sofía, Unidad de Enfermedades Infecciosas, Murcia, Spain (GRID:grid.411089.5) (ISNI:0000 0004 1768 5165) 
28  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Universitario Santa Lucía, Servicio de Medicina Interna, Murcia, Spain (GRID:grid.5515.4) 
29  Programa deCuidados y Cronicidad del Sistema Murciano de Salud, Subdirección General de Planificación, Murcia, Spain (GRID:grid.5515.4) 
30  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Servicio de Epidemiología de la Consejería de Salud, Murcia, Spain (GRID:grid.5515.4) 
31  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca, Servicio de Inmunología, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
32  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Hospital Clínico Universitario Virgen Arrixaca, Servicio de Microbiología, Murcia, Spain (GRID:grid.411372.2) (ISNI:0000 0001 0534 3000) 
33  Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad de Murcia, Departamento de Economía Aplicada, Murcia, Spain (GRID:grid.10586.3a) (ISNI:0000 0001 2287 8496) 
34  Universidad de Murcia, Departamento de Economía Aplicada, Murcia, Spain (GRID:grid.10586.3a) (ISNI:0000 0001 2287 8496) 
35  Instituto de Investigación Sanitaria Hospital “12 de Octubre” (imas12), Unit of Infectious Diseases, Hospital Universitario “12 de Octubre”, Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329); Universidad Complutense, Department of Medicine, School of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.4795.f) (ISNI:0000 0001 2157 7667) 
36  Instituto de Investigación Sanitaria Hospital “12 de Octubre” (imas12), Unit of Infectious Diseases, Hospital Universitario “12 de Octubre”, Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329) 
37  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Infanta Elena University Hospital, Department of Internal Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.411171.3) (ISNI:0000 0004 0425 3881); Universidad Francisco de Vitoria, Faculty of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.449795.2) (ISNI:0000 0001 2193 453X) 
38  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad Francisco de Vitoria, Faculty of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.449795.2) (ISNI:0000 0001 2193 453X); Infanta Elena University Hospital, Department of Geriatrics & Paliative Care, Madrid, Spain (GRID:grid.411171.3) (ISNI:0000 0004 0425 3881) 
39  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad Francisco de Vitoria, Faculty of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.449795.2) (ISNI:0000 0001 2193 453X); Infanta Elena University Hospital, Department of Pneumology, Madrid, Spain (GRID:grid.411171.3) (ISNI:0000 0004 0425 3881) 
40  Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz University Hospital, Universidad Autónoma de Madrid (IIS-FJD, UAM), Madrid, Spain (GRID:grid.5515.4) (ISNI:0000000119578126); Universidad Francisco de Vitoria, Faculty of Medicine, Madrid, Spain (GRID:grid.449795.2) (ISNI:0000 0001 2193 453X); Infanta Elena University Hospital, Intensive Care Unit, Madrid, Spain (GRID:grid.411171.3) (ISNI:0000 0004 0425 3881) 
41  Hospital Universitario 12 de Octubre, Department of Immunology, Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329); Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre (imas12), Madrid, Spain (GRID:grid.144756.5) (ISNI:0000 0001 1945 5329); Universidad Complutense de Madrid, Department of Immunology, Ophthalmology and ENT, Madrid, Spain (GRID:grid.4795.f) (ISNI:0000 0001 2157 7667); Instituto de Salud Carlos III, Center for Biomedical Network Research on Infectious Diseases (CIBERINFEC), Madrid, Spain (GRID:grid.413448.e) (ISNI:0000 0000 9314 1427) 
42  Instituto de Salud Carlos III, Center for Biomedical Network Research on Rare Diseases (CIBERER), Madrid, Spain (GRID:grid.413448.e) (ISNI:0000 0000 9314 1427); Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria Virgen de la Arrixaca (IMIB-Arrixaca), Murcia, Spain (GRID:grid.452553.0) (ISNI:0000 0004 8504 7077); University of Murcia (UMU), Medical Genetics Section, Pediatric Department, Virgen de la Arrixaca University Clinical Hospital, Faculty of Medicine, Murcia, Spain (GRID:grid.10586.3a) (ISNI:0000 0001 2287 8496) 
Publication year
2022
Publication date
2022
Publisher
Nature Publishing Group
e-ISSN
20452322
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2678586796
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