13,一个不吉利的数字吗?也许是吧。不过,从50万人里“精选”出的这13人倒是意外的幸运,他们携带与遗传疾病有关的突变,但目前都保持健康。
2016年4月11日 5:32pm
潜伏 研究人员对50多万人DNA进行全面扫描,有了惊人的发现:极少数人携带着的遗传突变本应该使他们非常病弱,然而他们却表面上看来很健康。不过,限于保密协议,这13名“基因超级英雄”并不知道自己的特殊能力,而研究人员也无法联系他们并告知实情。
同样是携带有严重的遗传缺陷,有些人因此而殒命或致残,另些人却能幸运地逃开疾病的魔爪。
研究人员对将近600,000人的DNA进行遗传分析,结果发现,有13人展现出了完美的“越狱人生”。这一成果在线发表于4月11日的《自然·生物技术》(Nature Biotechnology)期刊上。这13个人究竟是如何躲过遗传缺陷的“攻击”?弄清这一点或许将有助于科研人员调整研究方向,即从遗传疾病的诊治转到预防。
1989年,科研人员发现囊性纤维化基因的突变导致了囊性纤维化(一种遗传性外分泌腺疾病)的发生。自此以后,又有数以百计与遗传疾病相关的基因突变先后被发现。但是,该研究的共同作者Stephen Friend却指出,“找到了致病基因并不意味着就能阻止疾病的症状表现。”
来自纽约西奈山伊坎医学院的Stephen Friend教授及其同事认为,对疾病的遗传学研究或许可以从那些恰好对某些遗传疾病有抵抗力的健康人入手,试图找到他们不会得病的原因。然而,筛选工作却并非那般容易,因为这些人无任何外显的病发症状。
为了找到这类人,研究团队收集了589,306名成年人的遗传数据库。这些数据共来自12项不同研究,其中部分研究已经结束,部分研究正在进行。考虑到参与者均为成年人,研究人员特地在遗传数据中寻找那些能够导致儿童基因缺陷遗传病的突变,如此一来,患病者必然已经表现出了症状。
起初,研究人员发现,有超过15,000名试验者表现出了潜在的“越狱”能力,即能够免于罹患上述遗传性疾病。但是通过进一步的筛选分析,这一数字降到了42人。此后,有14人因医疗记录最终显示患有遗传病症状而被剔除。在余下的28人中,又有15人被“淘汰出局”,原因在于他们各自只携带有某个突变基因的单个拷贝。与突变基因同时存在的正常基因抑制了疾病的发生。
严格的筛选过程最终确定了13人表现出对8种基因缺陷遗传病的完全遗传适应。携带基因突变的13人竟都保持着健康,这暗示着或许我们找到这群对遗传性疾病免疫的人了。
但是,来自马萨诸塞州综合医院(位于波斯顿)的遗传学家Daniel MacArthur却指出,“这项研究只筛查了一小部分引起遗传病的突变,或许还有更多的致病突变适应者未被发现。”更麻烦的是,由于协议限制,研究人员无法联系上他们以进行进一步的研究,所以,这些人是否真正携带有遗传突变或者能否得以免疫均无法得到确认。为此,MacArthur在《自然·生物技术》(NatureBiotechnology)期刊上发表了一篇评论,指出某些案例或许是不切实际的。
来自约翰霍·普金斯医学院的医学遗传学家Garry Cutting也对此表示担忧,认为这13名“幸运儿”中或许有人并非真的那么“幸运”。以囊性纤维化病为例,这是一种遗传性疾病,会造成肺部、胰腺以及其他器官内的分泌液粘稠。遗传及环境因素决定了其病害程度。人的基因一般都有两份拷贝,一份来自父亲,另外一份来自母亲。引起囊性纤维化的缺陷基因CFTR是一种隐性遗传基因,也就是说,如果要患上这种病,那么从父母那儿遗传来的两份基因拷贝都得有缺陷或者与缺陷拷贝之间有重组。目前已发现的致病突变类型就有1800多种。
古怪的是,在这13名对严重遗传疾病有抵抗力的人中,研究人员发现了3名个体带有相同的极其罕见的囊性纤维化突变的二个拷贝,但是他们并未患病。
Garry Cutting指出,“据相关数据库统计,88000名囊性纤维化患者中只出现过这样一例情况。因此这个结果太令人意外了,我认为尚需要进一步的验证。”
Cutting表示,倘若上述结果是准确的,那么这必将是一项令人兴奋的发现。然而,他一直都对其原因感到疑惑不解。难道是因为额外基因的突变抵消掉了CFTR基因突变所带来的影响?又或是因为CFTR基因自身发生二次突变从而逆转了有害突变?一切都无从得知。不过,Cutting猜测,很有可能是因为研究人员使用的方法不当,漏掉了这三名“幸运者”体内CFTR基因的一个正常拷贝,才导致了这一情况的发生。
MacArthur也指出了这项研究的另一潜在障碍。他表示要实现这个目标需要非常大的样本量,为了找到足够的“超能英雄”的临床数据,可能需要数亿人的遗传数据。此外,研究人员和参与者也要克服在全球范围内数据共享上的障碍。
引用
R. Chen et al. Analysis of 589,306 genomes identifies individuals resilientto severe Mendelian childhood diseases. Nature Biotechnology. Published onlineApril 11, 2016. doi:10.1038/nbt.3514.
拓展阅读
T.H. Saey. Gene variant helps dog evade muscular dystrophy. Science NewsOnline, October 21, 2014.
翻译:许伟凡
审校:冯 薇
https://www.sciencenews.org/article/some-people-are-resistant-genetic-disease?mode=topic&context=87
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