大多數尋找可能增加自閉症風險的基因的探索,都涉及乏味地掃描多個患病家庭的基因組,並尋找遺傳密碼中單個鹼基被替換或缺失的多種情況。多年來,科學家們已將這種以反社會和強迫行為為特徵的精神障礙的風險增加,與 20 條染色體上的遺傳區域聯絡起來。由於有如此多不同的可能罪魁禍首,很明顯,不僅僅是一個基因(甚至不僅僅是少數幾個基因)導致了這種疾病,這種疾病現在在美國每 166 名新生兒中就有一人被診斷出來。
“尋找自閉症譜系障礙遺傳風險因素的挑戰在於,參與負責‘正常’人類社交技能和行為的細胞和形態過程的基因多樣性,”海德堡德國癌症研究中心的分子遺傳學家薩賓·克勞克說。
現在,一項由紐約長島冷泉港實驗室 (CSHL) 的一個小組領導的新研究,具有更廣泛的範圍,將基因組視為一個整體,並尋找複製數變異(基因組的片段,通常跨越多個基因,其中存在額外的或缺失的部分),這些變異可能標記不穩定的區域,這些區域可能是沒有自閉症家族史的患者的風險因素。這份報告來自 14 個機構的研究,發表在《科學》雜誌上,可能有助於研究人員更好地確定他們對自閉症相關突變的搜尋。
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“我們的結果確鑿地表明,這些微小的故障在自閉症中很常見,至少發生在 10% 的病例中,並且主要發生在散發性(非家族性)疾病形式中,這種形式佔受影響個體的 90%,”CSHL 助理教授、主要研究作者喬納森·塞巴特說。
塞巴特和他的同事使用 CSHL 開發的高解析度技術,掃描了 264 個家庭的基因組:118 個“單純型”家庭(只有一個孩子被診斷出患有自閉症的家庭);47 個“多重型”家庭(有多個自閉症孩子的家庭);以及 99 個沒有自閉症報告病例的對照家庭。當發現突變時,會對受試者的父母進行檢查,以確保這種變化是從頭發生的(新出現的,或在父母中均未發現)。
該團隊在 16 個人(其中 14 人是自閉症患者)中發現了 17 個從頭複製數變異 (CNV)——影響的基因少至一個,多至 69 個。突變在單純型家庭的患者中出現的可能性是後者的 10 倍(118 人中的 12 人,或 10% 的患者),在多重型患者中出現的可能性是對照家庭的 5 倍。這提供了證據,表明家族性和散發性疾病病例確實不同,並且至少一些散發性自閉症病例是由 CNV 引起的——根據該研究,約為 15%。
“這是首批檢查只有一個自閉症兒童的家庭的研究之一,”華盛頓大學自閉症中心主任傑拉爾丁·道森說,“這些從頭突變在這些家庭中更頻繁地出現,這一事實表明它們正在導致自閉症。”
有趣的是,在對照組受試者中觀察到的兩個變異是遺傳物質的重複,而自閉症患者的突變都是缺失。四個缺失的 CNV 僅影響單個基因。在受這些突變影響的基因中,有以前與精神健康障礙有關的基因,如言語處理障礙、智力遲鈍和癲癇。
作者寫道,病變內“基因結構的改變可能對基因功能產生定量影響”。“基因組重排也可能破壞影響鄰近基因表達的調控元件;因此,在某些情況下,與自閉症相關的基因可能位於缺失或重複的旁邊。”
德國癌症研究中心的克勞克研究員說,這項新研究增加了必要的資訊,以便“與其他方法(如全基因組關聯研究)並行地查明易突變的基因組區域”。他說,這裡確定的染色體區域“是進一步精細尺度分析的極好起點”。華盛頓大學的道森同意這些脆弱區域可能隱藏著一些與自閉症有關的基因。“目標,”她說,“是最終能夠在嬰兒出生時識別出有自閉症風險的嬰兒,以便我們能夠儘快開始治療。”