构建复杂疾病的遗传图谱

   对于“复杂疾病”,比如孤独症,糖尿病和心脏疾病等的具体遗传病因,虽然之前科学家们已经做了大量的研究,但是由于错综复杂的遗传和环境相互作用因素,因此可以说在很大程度上还是一个未知领域。 

        现在,来自芝加哥大学的科学家们利用已知遗传因素的疾病,完成了迄今为止关于复杂疾病中遗传因素影响的最大扩展研究分析,他们分析了超过 1.2 亿位患者记录,从中找到了上百种疾病的共影响因子,构建出了能用于指导研究人员基础研究,临床诊断应用的一副独特的遗传图谱。 

        这一研究成果公布在9月26日的《Cell》杂志上,将有助于未来破解复杂疾病的奥秘。 

        领导这一研究的是芝加哥大学遗传医学和人类遗传学教授 Andrey Rzhetsky ,他表示,“这是第一次我们发现几乎每一种复杂疾病,都具有与单一基因疾病有关的一套系统,这可以说给了我们识别特定基因位点的‘条形码',这样我们就能破解复杂疾病的复杂成因了。” 

        大部分人类疾病都是复杂的,由多种遗传环境和生活方式因素引起的,当然也有一些孟德尔遗传疾病,如囊性纤维化和镰状细胞性贫血,这些疾病是由一个单一的基因异常引发的。还有某些孟德尔遗传疾病也会导致病患患上复杂疾病,但对于这些共影响因素,此前还只是在一个小规模上进行过研究。 

        为了揭示这些疾病所共有的遗传结构,Rzhetsky 和他的团队开发出了新型计算算法,收集了来自美国和几乎整个丹麦人口的超过 1.2 亿位患者的记录,从中寻找合并症趋势,或同一位患者出现的复杂疾病和孟德尔疾病。他们分析了65种影响几乎机体每个系统的复杂疾病中的这种相关性,包括关节炎,抑郁症和肺癌,此外还有 95 组孟德尔疾病(比如 213 失序症)。 

        由此这一研究小组发现了 2,909 个统计上意义重大的相关性,以及每一种疾病对之间相对风险的对应水平。其中一些相关性已经被科学家们证实,如脂蛋白不足和心脏病发作之间的密切联系,但还有绝大多数是以前未知的,例如,马凡氏综合征(一种结缔组织疾病),与神经精神疾病,如自闭症,躁郁症和抑郁症之间存在重大关联;脆性X综合征(一种智障疾病)与哮喘,牛皮癣和病毒感染之间存在关联,这表明这些患者出现了一个潜在的免疫系统功能障碍。 

        “由于孟德尔疾病都与已知基因位点有关,因此这项研究实际上通过孟德尔疾病作为标记,为复杂疾病构建了一个遗传图谱”,文章第一作者,芝加哥大学 David Blair 说,“这些位点代表了揭示微妙遗传变异的可能候选因子,其中一些可能不会直接导致孟德尔疾病,但仍影响复杂疾病的患病风险。” 

        遗传学家和临床医生目前就可以利用这一遗传图谱,衡量患有孟德尔疾病患者出现复杂疾病的风险,并且这也为科学家提供了大量新数据,以及一种独特的方法,用于更好地理解和开发针对复杂疾病的治疗方法。 

        这一研究小组还发现孟德尔疾病相关的遗传缺陷并不是独立于复杂疾病,而是可能通过组合的方式,最终导致疾病。 

        “患有多个孟德尔疾病遗传变异的个体出现复杂疾病的风险比之前我们预期变异单独作用的要高得多,”Blair 说。 

        这一研究团队还希望未来能扩大他们的研究,针对更多疾病,比较全基因组数据。“我们的工作将为复杂疾病未来的研究开启一扇新的窗口”,Rzhetsky 说