精準醫學對自身免疫疾病研究大有潛力
日期:2016-03-22 09:06:01
2015年1月20日,美國總統奧巴馬在國情咨文中提出“精準醫學計劃”,希望精準醫學可以引領一個醫學新時代。(2015精準醫學壓軸大戲即將上演)中國政府有望在今年3月批準它的下一個五年計劃之后正式宣布該計劃。盡管目前尚不清楚將會投入多少資金——但幾乎可以確定的是,會比美國2.15億美元的計劃規模更大,投入資金更多。
最近,UT西南醫學中心帶領的一項國際研究,使用新一代DNA測序技術,鑒定了1000多個的基因變異,它們影響著系統性紅斑狼瘡(SLE)的易感性,從而展示了精準醫學的巨大潛力。這項研究結果發表在最近的《eLife》雜志。
美國國立衛生研究院報道稱,系統性紅斑狼瘡,俗稱紅斑狼瘡,是一種嚴重的、潛在致命的自身免疫性疾病,受其影響的女性比男性多九倍,并且更容易發生在年輕的非裔美國人、西班牙裔、亞裔和美國本土婦女身上。這種疾病通常開始于15歲到44歲之間。
本文共同資深作者、UT西南醫學中心免疫學主席Edward Wakeland博士稱:“當免疫系統攻擊身體中的多個器官系統時,就會發生SLE,這可能會導致在一系列復雜的、臨床上難以管理的癥狀,并可導致器官損傷。我們的研究結果表明,精準醫學可提供遺傳易感性的臨床相關信息,可能最終改善疾病診斷和治療。”
這項研究還可能對于其他全身性自身免疫性疾病也有重要影響,這類疾病影響多個身體系統,包括1型糖尿病、類風濕關節炎和多發性硬化癥。延伸閱讀:Nature醫學:自身免疫性疾病重要發現。
Wakeland博士和他的同事,對來自1700余人的幾百萬個DNA堿基對進行了測序,這有助于精確識別引發SLE的遺傳變異。具體來說,研究人員確定了位于人類基因組的16個不同區域中的1206個DNA變異,與SLE的易感性增加相關。然后,他們發現,幾乎所有的基因(1199)修改了調節免疫反應的特定分子的表達水平。
此外,這項為期兩年的研究,發現了許多在SLE患者中發生變化的特定調控變異,并表明,準確地識別這種所謂的因果變異,可增加單個SLE風險基因與SLE易感性遺傳相關性的準確性。
Wakeland博士說:“在我們的研究之前,這樣一個綜合序列分析還沒有完成,關于修改SLE致病基因功能的確切遺傳變異,還知之甚少。”
科學家們采用1349個美國歐洲人的DNA樣本(773熱患有SLE,576不患此病),開始了他們的綜合序列分析,這些樣本收集來自UT西南醫學中心、南加州大學、UCLA,Oklahoma醫學研究基金會和天主教魯汶大學。
然后,他們在SLE相關基因區域——分散在整個基因組,確定了精確的DNA序列。他們發現,SLE風險與特定DNA變異集群有關,通常稱為單倍型,一些單倍型可增加SLE風險,而其他一些則提供保護,避免系統性紅斑狼瘡。
在確定了幾組增加白種人SLE易感性的DNA變異后,他們使用多個公共數據庫,包括國際1000基因組計劃(來自全球人口的2504份基因組樣本),來確定是否這些單倍型也存在于南美、南亞、非洲與東亞人群。
他們發現,變異和單倍型分布在全球亞群。他們的研究結果表明,在免疫系統中許多常見的單倍型,在全球人口中是以不同頻率共享的,從而表明,免疫系統中的這些變異具有古老的起源,并長期存在于人口中。
研究人員寫道:“我們感謝許多SLE患者和對照者,對于這些研究,他們樣本的貢獻是必不可少的。”
Wakeland博士和他的同事計劃繼續研究,獲得更多的DNA樣本,并將他們的分析擴展到更多的SLE風險基因,旨在獲得一個數據庫,可以用來預測個體獨特的SLE風險,以及受益于特定治療方法的可能性。
Wakeland博士說:“這種相同類型的遺傳分析,將基于SLE患者的遺傳易感性,將他們聚類到特定的群體,這是可行的,這將改善臨床管理,并可能促使開發更多的靶向療法。”
本月早些時候,UT西南醫學中心宣布,Wakeland博士——他的實驗室一直擔任該機構的基因組學和基因芯片核心部件,將率領一項大型的DNA測序項目,解決重要的臨床挑戰。新的臨床測序設施與病理系合作,將為癌癥和其他診斷提供panel測序,并最終將全外顯子組和全基因組序列分析擴展到各種病人。
Wakeland博士說:“這個臨床測序核心設施,將生成用于評估患者腫瘤的實驗室數據。我希望,隨著精密醫學的發展,有一天我們將擴大到對患者進行基因分型,以確定自身免疫性疾病和許多其他疾病的的易感性。”
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