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根據7月20日發表在《自然遺傳學》雜誌上的一項研究,具有輕微影響的常見基因變異可能導致大約一半的自閉症患病風險。 識別這些變異需要數萬個樣本。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)
到目前為止,大部分自閉症研究都集中在罕見的、從頭突變上,這些突變在自閉症患者中自發出現。 這些突變通常具有很強的影響,因此很容易被發現——例如,透過比較受影響個體與其未受影響家庭成員的基因組。
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相比之下,常見變異在 5% 或更多的人口中存在。 單獨來看,每種變異對個體的影響可能很小,但加在一起,它們可能會使天平向特定疾病傾斜,例如自閉症。
由於它們的普遍性,要明確地將特定變異與疾病聯絡起來,需要數萬個樣本。
這項新研究沒有查明個體變異,而是著眼於常見變異在多大程度上導致了自閉症的總體風險。 結果表明,大約 49% 的自閉症患病風險可歸因於常見變異,而罕見的從頭變異則為 3%。
紐約市西奈山伊坎醫學院西弗自閉症中心主任、首席研究員約瑟夫·布克斯鮑姆說:“從頭突變非常重要,但我們需要將這種其他型別的遺傳風險視為[遺傳]結構的關鍵組成部分。”
家庭關係
一些研究試圖明確界定自閉症風險在多大程度上可歸因於遺傳。 這些研究經常分析雙胞胎的基因組,因為同卵雙胞胎共享相同的 DNA。 然而,他們並不總是充分考慮到雙胞胎也共享其他因素——例如子宮內環境、他們的家庭或兒科醫生。
加州大學舊金山分校精神病學助理教授斯蒂芬·桑德斯說:“在遺傳力這個有點像黑色藝術的領域裡,雙胞胎研究是最黑暗的藝術。”
也許正因為如此,雙胞胎研究對遺傳貢獻的估計差異很大——從 1980 年代雙胞胎研究中的 90% 到 2011 年一項有爭議的雙胞胎研究中的僅 37%。
這項新研究處於中間位置,估計遺傳學的總體貢獻約為 59%。
研究人員調查了 1982 年至 2007 年間瑞典出生的所有兒童的自閉症風險,其中包括 5,689 名被診斷患有自閉症的兒童,共計 160 萬個家庭。
研究人員將大家庭的譜系拼湊到前所未有的程度,從一級親屬(父母、兄弟姐妹)到九級遠房表親。 透過觀察這些家庭中自閉症的復發情況,他們計算出大約 52% 的自閉症風險是遺傳的。
匹茲堡卡內基梅隆大學統計學教授凱瑟琳·羅德爾說,這項分析的“魔力”在於,遠房親戚——其中許多人甚至互不相識——與兄弟姐妹相比,不太可能共享家庭或其他環境混雜因素。
為了確定常見變異的作用,研究人員研究了人群中 3,046 名無關個體之間共享的 50 多萬個變異。 由此,他們估計常見變異約佔自閉症總體風險的 49%。 這表明,只有剩餘的 3% 風險來自罕見的遺傳性突變。
這些計算都是估計值,具有相當大的誤差率。 本月早些時候發表的一項瑞典雙胞胎研究也同樣將遺傳基因的風險定為 54%,然而,這提高了這些數字的可信度。
都柏林聖三一學院兒童和青少年精神病學教授路易絲·加拉格爾說:“透過使用各種不同的分析方法,研究人員仍然得出了大約 54% 的相同數字。” 她沒有參與這項研究。“[這項新研究]的優勢在於龐大的人口樣本。”
自發風險
這項新研究還計算了從頭突變(未包含在遺傳風險估計中)的貢獻,約為 3%。 專家表示,這一計算可能被低估了。 例如,該分析僅包括在基因組編碼部分發現的突變。
約翰霍普金斯大學遺傳醫學研究所副教授丹·阿金說,儘管如此,從頭變異的貢獻相對較低,但這與該領域迄今為止對它們的重視程度不符。 他沒有參與這項研究。“這正在使人們回到現實,即常見變異解釋了大多數自閉症風險,”他說。
所有這些遺傳因素(以及先前釋出的隱性突變估計值)加起來佔自閉症風險的 59%。
儘管其他研究已將剩餘部分指定為“環境”風險,但研究人員表示,這一類別應被視為“未解釋”。 這是因為該分析沒有考慮風險因素之間的相互作用——例如,常見變異和罕見變異之間,或環境對基因表達的影響。
布克斯鮑姆說,事實上,從頭突變可能充當“第二次打擊”,將一組常見變異推向自閉症。
他說:“常見變異和罕見變異以及遺傳變異和從頭變異之間的相互關係將是未來幾年的大事。”
無論如何,很明顯,大量樣本可以改變自閉症研究——就像它們在精神分裂症研究中所做的那樣。
馬薩諸塞州總醫院分析和轉化遺傳學助理教授本傑明·尼爾說,就在五年前,精神分裂症研究人員只能訪問幾千個基因組——這足以表明常見變異在該疾病中很重要,但不足以識別任何特定變異。
但在分析了近 40,000 個精神分裂症基因組後,一個國際研究人員聯盟確定了100 多個常見變異與精神分裂症相關——其中 83 個是與該疾病的新聯絡。 研究人員於 7 月 21 日在《自然》雜誌上發表了他們的研究結果。
尼爾說:“我們在精神分裂症中看到的軌跡表明了自閉症遺傳學的未來可能會怎樣——如果我們作為一個社群做出強有力的承諾來增加樣本量。”