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对1000+人的基因研究结果为诊疗免疫系统紊乱提供了新的宝贵线索

05/12/2020

根据伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所(UCL GOS ICH)研究人员参与的一项国际研究结果显示,全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS) 可以为免疫系统缺失或功能不良的患者提供更准确的诊断,同时为复杂的遗传原因提供新的见解。

这项发表在2020年5月6日《自然 Nature 》杂志的研究表明,WGS(一种涉及读取人体DNA序列中所有30多亿个“字母”的技术)可能对那些症状难以预测、分类或治疗的原发性免疫缺陷症 (Primary Immunodeficiency Disorder,PID) 患者有益。

这项由剑桥大学领导的研究确定了许多潜在的新的PID病因。这类拥有超过300种疾病的病类组别会导致反复的、经常危及生命的感染,导致患者自身的免疫细胞启动,增加患癌症的风险。最威胁生命的PID通常出现在儿童时期。

该研究还表明,基因突变之间的相互关系可以解释患者出现的各种症状。

伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所和大奥蒙德街儿童医院(GOSH)的首席研究员和免疫学顾问Adrian Thrasher教授表示,这项研究表明,WGS可以在某些目前无法使用标准方法的情况下提供明确的诊断。这一点非常重要,因为目前只有1/3的PID患者能得到明确的诊断。了解病因可以为家属提供咨询,帮助他们了解病情是否会影响其他家庭成员。重要的是,它能让引导医生们提供更有效的治疗方法,还能为设计新的药物疗法和基因疗法提供思路。

这项研究也揭示了为什么同样的PID患者会表现出截然不同的症状。

Thrasher教授解释道:“到目前为止,这种可变性的原因还不清楚。WGS使我们能够找出每个患者基因错误的独特组合,并考虑它们之间的相互作用如何导致不同的症状”。

一个多学科团队通过分析1318个人的基因序列来应对许多PID患者面临的“诊断性征兆”,这些人的年龄范围不同,但主要是成年人。他们对每个参与者进行了WGS,并分析了特定的DNA序列,以寻找与“正常序列”的差异,即可能导致疾病的变异。

人体中大约有1%的DNA包含构建蛋白质的特定指令,在分析了这些被称为基因或“编码DNA”的区域后,研究小组发现151名患者具有已知的导致疾病的变异,但他们也发现了以前从未与PID相关的基因变异。

另外99%的DNA不包含蛋白质生成指令,曾经被认为是不重要的,被称为“垃圾DNA”。研究人员现在知道它在控制基因表达方面起着至关重要的作用-产生多少蛋白质、什么时候产生,以及其它关键的细胞功能。当研究小组分析这些区域时,他们发现DNA的改变也可能导致PID。

研究人员还发现,基因变化是相互重叠或相互作用的。这些变异的复杂性可以解释在PID患者中所见的一些变化性症状,并帮助研究人员了解潜在的机制。

最终,这将为医生和家属提供关于每位患者病情可能如何发展以及对治疗的反应的宝贵信息。