Single nucleotide variants in interferon system genes in indigenous and non-indigenous residents of the Arkhangelsk region

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: In addition to climatic and social factors, individual susceptibility to infectious diseases among residents of the North is influenced by nucleotide sequence variants in interferon system genes. The protein products of these genes are involved in the immune response.

Aim: The study aimed to assess the prevalence of single nucleotide variants in interferon system genes (IFNAR1, IFNAR2, IFNGR1, IFNL4 (IL-28B)) in indigenous and non-indigenous residents of Arkhangelsk region.

METHODS: A cross-sectional study was conducted on a random sample of adults aged 43–74 years residing in Arkhangelsk (N=232; 36.6% male). The study protocol included participant interviews and molecular genetic analysis to determine alleles and genotypes of the following single nucleotide variants: rs2257167 in IFNAR1, rs2229207 in IFNAR2, rs1327474 in IFNGR1, rs12979860 and rs8099917 in IFNL4 (IL-28B). The observed genotype distributions in indigenous and non-indigenous groups were evaluated for compliance with Hardy–Weinberg equilibrium and compared between the groups.

Results: The study population included 86 indigenous and 146 non-indigenous residents of Arkhangelsk region. Among non-indigenous residents, the genotype distributions of the variants rs2229207 (IFNAR2) and rs12979860 (IFNL4 (IL-28B)) deviated from Hardy–Weinberg equilibrium due to an excess of heterozygotes. At the same time, for the rs1327474 (IFNGR1), the number of heterozygotes was lower than expected. The frequency of the C allele of rs2229207 (IFNAR2), associated with severe viral infections, was higher in the Arkhangelsk region population than in European and global populations. The homozygous CC genotype of rs2229207 (IFNAR2) was significantly less common in indigenous residents of the Arkhangelsk region (2.6%) than in non-indigenous residents (11.2%). A higher frequency of the heterozygous CT genotype of rs1327474 (IFNGR1) was observed in the non-indigenous residents.

Conclusion: This study identified specific features of the genetic structure of the adult population of the Arkhangelsk region, shaped by migration from other regions to the North. These findings reflect a higher prevalence of genetic susceptibility markers for viral infections among the non-indigenous population of the European North.

About the authors

Ekaterina A. Krieger

Northern State Medical University

Author for correspondence.
Email: kate-krieger@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5179-5737
SPIN-code: 2686-7226

MD, Cand. Sci. (Medicine), Ph.D, Associate Professor

Russian Federation, 51 Troitskiy ave, Arkhangelsk, 163069

Olga V. Samodova

Northern State Medical University

Email: ovsamodova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6730-6843
SPIN-code: 9113-4496

Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, 51 Troitskiy ave, Arkhangelsk, 163069

Natalya A. Bebyakova

Northern State Medical University

Email: nbebyakova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9346-1898
SPIN-code: 6326-5523

Dr. Sci. (Biology), Professor

Russian Federation, 51 Troitskiy ave, Arkhangelsk, 163069

Alexander V. Kudryavtsev

Northern State Medical University

Email: alex.v.kudryavtsev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8902-8947
SPIN-code: 9296-2930

Ph.D.

Russian Federation, 51 Troitskiy ave, Arkhangelsk, 163069

Liudmila V. Ivanova

Northern State Medical University

Email: ivanova.liudmila.v@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7682-4821
SPIN-code: 3609-1254
Russian Federation, 51 Troitskiy ave, Arkhangelsk, 163069

Roman V. Samoilikov

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: roma_sam78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6405-1390
SPIN-code: 3373-1321
Russian Federation, Moscow

Mariia B. Potapova

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: ptpv.msh@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9647-1322
SPIN-code: 1066-6146
Russian Federation, Moscow

Viktoriia K. Solntseva

Sechenov First Moscow State Medical University

Email: solntseva_v_k@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-3783-9232

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Moscow

Ekaterina A. Meremianina

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera

Email: ekaterina@meremianina.ru
ORCID iD: 0000-0003-4334-1473
SPIN-code: 9721-4839

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Oxana A. Svitich

I. Mechnikov Research Institute of Vaccines and Sera; Sechenov First Moscow State Medical University

Email: svitichoa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1757-8389
SPIN-code: 8802-5569

MD, Dr. Sci (Medicine), Academician of Russian Academy of Science

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Bezmenova IN. Selection of informative genetic markers for assessment of adaptabilities of northerners: a review. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2023;31(1):7-12. doi: 10.35627/2219-5238/2023-31-1-7-12 EDN: GEFVEQ
  2. Gubkina LV, Samodova AV, Dobrodeeva LK. Features of systemic and local immune reactions in the Kola samis and Russians living in the Far North. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities, 2024;3(1):131–136. doi: 10.37614/2949-1185.2024.3.1.015 EDN: UFFFGK
  3. Lacoma A, Mateo L, Blanco I, et al. Impact of host genetics and biological response modifiers on respiratory tract infections. Front. Immunol. 2019;10:1013. doi: 10.3389/fimmu.2019.01013
  4. Chen L, Zhang G, Li G, et al. IFNAR gene variants influence gut microbial production of palmitoleic acid and host immune responses to tuberculosis. Nat. Metab. 2022;4(3):359–373. doi: 10.1038/s42255-022-00547-3 EDN: QCWSMM
  5. Krieger EA, Samodova OV, Svitich OA, et al. The impact of polymorphic variants of interferon receptor genes on COVID-19 severity and antibiotic resistance. Russian Journal of Infection and Immunity. 2024;13(6):1027–1039. doi: 10.15789/2220-7619-TIO-17537 EDN: BRMZLE
  6. He XX, Chang Y, Jiang HJ, et al. Persistent effect of IFNAR-1 genetic polymorphism on the long-term pathogenesis of chronic HBV infection. Viral Immunol. 2010;23(3):251-257. doi: 10.1089/vim.2009.0102
  7. Song LeH, Xuan NT, Toan NL, et al. Association of two variants of the interferon-alpha receptor-1 gene with the presentation of hepatitis B virus infection. Eur. Cytokine Network. 2008;19(4):204-210. doi: 10.1684/ecn.2008.0137
  8. Azamor T, Cunha DP, da Silva AMV, et al. Congenital Zika Syndrome is associated with interferon alfa receptor 1. Front. Immunol. 2021;12:764746. doi: 10.3389/fimmu.2021.764746. EDN: WICDBA
  9. Frodsham AJ, Zhang L, Dumpis U, et al. Class II cytokine receptor gene cluster is a major locus for hepatitis B persistence. PNAS. 2006;103(24):9148-9153. doi: 10.1073/pnas.0602800103
  10. Duncan CJA, Mohamad SMB, Young DF, et al. Human IFNAR2 deficiency: lessons for antiviral immunity. Sci. Transl. Med. 2015;7(307):307ra154 doi: 10.1126/scitranslmed.aac4227
  11. Passarelli C, Civino A, Rossi MN, et al. IFNAR2 deficiency causing dysregulation of NK cell functions and presenting with hemophagocytic lymphohistiocytosis. Front. Genet. 2020;11. doi: 10.3389/fgene.2020.00937 EDN: ODTIFC
  12. Duncan CJA, Skouboe MK, Howarth S, et al. Life-threatening viral disease in a novel form of autosomal recessive IFNAR2 deficiency in the Arctic. J. Exp. Med. 2022;219(6). doi: 10.1084/jem.20212427 EDN: WDZOMY
  13. Adi G, Obaid Z, Hafez DH, et al. Severe adverse reaction to Measles Vaccine due to homozygous mutation in the IFNAR2 gene: a case report and literature review. J. Clin. Immunol. 2024;45(1):30. doi: 10.1007/s10875-024-01814-6 EDN: DAIIYI
  14. Krieger EA, Samodova OV, Svitich OA, et al. The impact of interferon receptor gene polymorphisms on humoral immunity to influenza and frequency of acute respiratory viral infections; taking into account vaccination status. Journal Infectology. 2024;16(2):63-74. doi: 10.22625/2072-6732-2024-16-2-63-74 EDN: OTGHVJ
  15. Nhung VP, Ton ND, Ngoc TTB, et al. Host genetic risk factors associated with COVID-19 susceptibility and severity in vietnamese. Genes. 2022;13(10):1884. doi: 10.3390/genes13101884 EDN: TMVJZB
  16. Chen Y, Zeng Y, Wang J, Meng C. Immune and inflammation-related gene polymorphisms and susceptibility to tuberculosis in Southern Xinjiang population: A case-control analysis. Int. J. Immunogenet. 2022;49(2):70-82. doi: 10.1111/iji.12564 EDN: QGQTCU
  17. Agwa SHA, Kamel MM, Elghazaly H, et al. Association between Interferon-Lambda-3 rs12979860, TLL1 rs17047200 and DDR1 rs4618569 variant polymorphisms with the course and outcome of SARS-CoV-2 patients. Genes. 2021;12(6):830. doi: 10.3390/genes12060830 EDN: HBPZQE
  18. Saponi-Cortes JMR, Rivas MD, Calle-Alonso F, et al. IFNL4 genetic variant can predispose to COVID-19. Sci. Rep. 2021;11(1):21185. doi: 10.1038/s41598-021-00747-z EDN: YXQWBQ
  19. Nikolaeva LI, Sapronov GV, D'jachenko VV, et al. Interferon-lambda 3 is involved in the permission of pneumonia development after infection with respiratory viruses including SARS-CoV-2. International Medicine. 2021;3(1):4-9. doi: 10.5455/im.115159 EDN: CDVWBE
  20. Rahimi P, Tarharoudi R, Rahimpour A, et al. The association between interferon lambda 3 and 4 gene single-nucleotide polymorphisms and the recovery of COVID-19 patients. Virol. J. 2021;18(1):221. doi: 10.1186/s12985-021-01692-z EDN: ECCLYQ
  21. Kaczor MP, Seczyńska M, Szczeklik W, Sanak M. IL28B polymorphism (rs12979860) associated with clearance of HCV infection in Poland: systematic review of its prevalence in chronic hepatitis C patients and general population frequency. Pharmacol. Rep. 2015;67(2):260-266. doi: 10.1016/j.pharep.2014.10.006
  22. Zhang Y, Zhu SL, Chen J, Li LQ. Meta-analysis of associations of interleukin-28B polymorphisms rs8099917 and rs12979860 with development of hepatitis virus-related hepatocellular carcinoma. OncoTargets Ther. 2016;9:3249-57. doi: 10.2147/OTT.S104904
  23. Ge D, Fellay J, Thompson AJ, et al. Genetic variation in IL28B predicts hepatitis C treatment-induced viral clearance. Nature. 2009;461(7262):399-401 doi: 10.1038/nature08309
  24. Tanaka Y, Nishida N, Sugiyama M, et la. Genome-wide association of IL28B with response to pegylated interferon-alpha and ribavirin therapy for chronic hepatitis C. Nat. Genet. 2009;41(10):1105-1109. doi: 10.1038/ng.449
  25. Suppiah V, Moldovan M, Ahlenstiel G, et al. IL28B is associated with response to chronic hepatitis C interferon-alpha and ribavirin therapy. Nat. Genet. 2009;41(10):1100-1104. doi: 10.1038/ng.447
  26. Egli A, Santer DM, O'Shea D, et al. IL-28B is a key regulator of B- and T-cell vaccine responses against influenza. PLoS Pathog. 2014;10(12):e1004556. doi: 10.1371/journal.ppat.1004556 EDN: UPTNPR
  27. Matic S, Milovanovic D, Mijailovic Z, et al. IFNL3/4 polymorphisms as a two-edged sword: an association with COVID-19 outcome. J. Med. Virol. 2023;95(2):e28506. doi: 10.1002/jmv.28506 EDN: NHDGPG
  28. Cakal B, Cavus B, Atasoy A, et al. The effects of IL28B rs12979860 and rs8099917 polymorphism on hepatitis B infection. North. Clin. Istanb. 2022;9(5):439-444. doi: 10.14744/nci.2022.37542 EDN: FFZTMF
  29. Cook S, Malyutina S, Kudryavtsev A, et al. Know your heart: Rationale, design and conduct of a cross-sectional study of cardiovascular structure, function and risk factors in 4500 men and women aged 35–69 years from two Russian cities, 2015–18. Wellcome Open Res. 2018;3:67. doi: 10.12688/wellcomeopenres.14619.3 EDN: OMTJSN
  30. Kholmatova KK, Gorbatova MA, Kharkova OA, Grjibovski AM. Cross-sectional studies: planning, sample size, data analysis. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2016;23(2):49-56. doi: 10.33396/1728-0869-2016-2-49-56 EDN: VQGTNJ
  31. Cui J. GENHWCCI: Stata module to calculate Hardy-Weinberg equilibrium test in case-control studies [Internet]. Statistical Software Components S437101. Boston College Department of Economics. 2004. Available from: https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.txt
  32. Shim S, Kim J, Jung W, et al. Meta-analysis for genomewide association studies using case-control design: application and practice. Epidemiol. Health. 2016;38:e2016058. doi: 10.4178/epih.e2016058
  33. Clark K, Karsch-Mizrachi I, Lipman DJ, et al. GenBank. Nucleic Acids Res. 2016;44(D1):D67-D72. doi: 10.1093/nar/gkv1276
  34. Afonicheva KV, Kasparov EV, Marchenko IV, Smolnikova MV. Polymorphic variants of cytokine genes in populations of the Arctic zone of Russia: predisposition to diseases. Arktika i Sever [Arctic and North]. 2024;(56):210–231. doi: 10.37482/issn2221-2698.2024.56.210 EDN: CVMCZP

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».