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5万人基因组分析发现新致病基因

5万人基因组分析发现新致病基因

  一些宾夕法尼亚人并没有意识到自己携带了一些提高心脏病和中风风险的基因突变。图片来源:National Geographic 幸运28Creative

  在一项迄今最大规模的研究中,科学家网罗了超过5万人的基因组数据,并连同他们的电子健康档案,最终识别出潜在的新的致病基因。这些数据进一步证明,每250人中便有1人携带了可能使其罹患心脏病和中风的基因变异,尽管他们并没有因此得到恰当的治疗。

  此前在欧洲和美国开展的几个项目已经收集了大量参与者的脱氧核糖核酸(DNA),并将这些数据与临床信息结合起来,从而寻找基因突变与疾病和特征之间的联系。然而迄今为止,这些研究寻找的都是常见的遗传标记,而不是对患病风险影响更大的非常罕见的遗传变异。并且并非所有这些研究都与参与者分享DNA结果。

  为了找到罕见的疾病变异并将患者的DNA结果纳入健康护理,美国宾夕法尼亚州丹维尔市盖辛格保健系统与纽约州柏油村再生元制药公司,对50726名盖辛格病人的外显子组(编码蛋白质的1%的人类基因组)进行了测序。这些志愿者大部分来自宾夕法尼亚州乡下地区,98%具有欧洲血统,平均年龄61岁。他们均同意分享自己的电子健康档案用于长期医学研究。

  像之前的研究一样,研究人员发现大多数人携带了一些突变,可能会使一个基因的一个拷贝失效。有些突变则具有潜在的医疗价值,因为分析病人的医疗记录表明,这些突变会影响一些血液标志物或其他与一种疾病有关的性状。

  研究表明,大约3.5%的参与者——略高于基于小型研究的2%的预期——在76个基因中携带了显然与疾病有关的突变,如BRCA1乳腺癌风险基因和其他与心脏病相关的基因。研究人员在12月22日出版的《科学》杂幸运28 志上报告了这一研究成果。

  这些人被告知了这些研究结果,以便他们可以根据需要调整自己的医疗保健。盖辛格临床基因组学负责人Michael Murray表示:“它们是潜在威胁生命的东西。”

  研究人员随后深入挖掘了3种已知能够导致异常高水平胆固醇的基因的临床影响,它可能使一个人在很小的时候就患上心脏病和中风。正如预期的幸运28那样,229名携带了这些基因变异的人具有家族性的高胆固醇血症,即有很高的“坏”胆固醇水平,并且他们比其他人更有可能患上冠状动脉疾病。然而只有58%的患者使用了他汀类药物,这是治疗该病的标准药物,并且只有不到一半的患者使用了合适的剂量。研究人员在发表于《科学》杂志的另一篇论文中报告了这一现象。

  田纳西州纳什维尔市范德堡大学心血管疾病遗传学家Daniel Roden指出,这一结果表明,筛选这些具有使胆固醇升高的变异的人群可能是有意义的。Roden说:“人们很有兴趣识别这些人。”

  然而这项研究的一个局限是它无法确定任何可能作为药物靶标的新疾病基因。这是因为基因变异是罕见的——通常只在一个或两个个体中发现,因此需要更多才可与一种疾病风险发生统计学上的显著关联。Roden说:“即使有50000人,这一数字还是非常非常小。”

  未来,由美国总统巴拉克·奥巴马倡导的精准医学研究——旨在招募至少100万名志愿者,以及退伍军人事务部的百万老兵计划将为这些基因突变研究提供帮助。这些项目同时也将有助于填补针对少数族裔罕见病遗传变异的研究,而这正是当前研究所缺失的。