伦敦大学学院(UCL)、伦敦帝国理工学院和MRC医学科学实验室的科学家的研究结果表明,扩张型心肌病(DCM)是一种可能改变生活的心脏病,可能是由成百上千个基因的累积影响引起的,而不仅仅是由单个异常的遗传变异引起的,就像以前认为的那样。
这项新研究发现,大约四分之一到三分之一的DCM风险可以归因于散布在整个基因组中的数千个遗传差异的微小影响。研究人员开发了一个多基因风险评分,以根据这些基因的许多微小影响来评估个体患扩张型心肌病的可能性。他们发现,与风险评分平均的个体相比,那些遗传风险评分最高(前1%)的人患扩张型心肌病的风险是其四倍。
此外,研究发现,这些累积的小遗传效应为一些基因拷贝有缺陷的人会患上心肌病,而另一些人则不会的难题提供了一个重要的解释。伦敦大学学院健康信息学研究所的研究联合负责人TomLumbers医学博士说:“当心肌病在一个家族中遗传时,不知道自己是否会患上疾病的家庭成员可能会非常担心。我们的研究结果可以让临床医生更好地预测患者及其家人的疾病风险。Lumbers补充说,这项研究“也预示着一种思考这种心脏病遗传学的新方式。在一些患者中,这种情况更像是冠状动脉疾病等常见疾病,而不是由单一的遗传拼写错误引起的,其中许多遗传差异共同导致了风险。
Lumbers是该团队在《自然遗传学》上发表的论文的共同高级作者,题为“全基因组关联分析提供了对扩张型心肌病分子病因的见解”,研究人员在论文中得出结论,“我们的研究结果可能为结合多基因背景的基因检测策略的设计提供信息。它们还提供了对DCM分子病因学的见解,这可能有助于靶向治疗药物的开发。
DCM是一种心脏逐渐扩大和虚弱的疾病,从而降低了其有效泵血的能力。作者解释说:“扩张型心肌病(DCM)描述了一系列心肌疾病,其特征是在没有冠状动脉疾病(CAD)或异常负荷条件下左心室(LV)心肌收缩和扩张受损。在英国,每人中就有一人患有这种疾病,并且是心脏移植的主要原因。
以前,人们认为DCM主要是由单个基因的错误拷贝引起的,该拷贝可以通过家庭传递,尽管在超过一半的患者中没有发现缺陷基因。“相关基因的致病性突变可通过单基因疾病机制导致DCM;然而,最近的证据表明,多基因背景对DCM风险的直接和间接影响,“作者继续说道。
在他们新报告的研究中,研究团队与来自世界各地的合作者合作,收集和分析了16项现有研究的结果以及新数据,将数千名DCM患者与多万未患有该疾病的人的基因组进行了比较。“我们对一项病例对照全基因组关联研究(GWAS)进行了荟萃分析,该研究包括14,例DCM病例和1,,例对照,这些病例来自参与治疗靶点心力衰竭分子流行病学(HERMES)联盟的16项研究,”研究人员解释说。
通过比较患有和不患有DCM的人的基因组,该团队确定了基因组中可能与该疾病有关的80个区域(其中大多数以前没有报道过),以及这些区域中可能涉及的62个特定基因。“我们确定了80个基因组风险位点,并优先考虑了62个推定的效应基因,其中包括几个具有罕见变异DCM关联的基因(MAP3K7、NEDD4L和SSPN),”他们写道。“然后,我们使用单核转录组学来识别驱动发病机制的细胞状态、生物途径和细胞间通讯。”
研究人员根据基因组关联扫描开发了一个多基因风险评分,并将其应用于英国生物银行中,人的单独数据集。他们发现,如果多基因风险评分在前20%,患有罕见致病变异的人患疾病的可能性是风险评分最低20%的个体的四倍(7.3%至1.7%)。
在他们的报告中,作者得出结论:“这些发现为DCM发病机制的遗传原因提供了机制见解,并可能为DCM患者和高危个体的治疗策略提供信息。
伦敦帝国理工学院和MRC医学科学实验室的JamesWare博士说:“我们期待我们的发现将提高临床基因检测的精度,并将增加可以给出基因解释的患者数量...我们还有很多工作要做,以了解这些新发现的特定基因如何影响患心肌病的风险,但它们已经揭示了该病症背后的生物过程,我们希望其中一些能为可能的治疗方法提供新的线索。
Ware指出,下一步将是探索将多基因风险评分整合到基因检测中,为更多人提供对其疾病的遗传解释和对疾病风险的更精确评估。
“了解基因组中许多基因的微小影响也有助于我们识别那些携带错误基因拷贝且患病风险最高的患者,”Lumbers补充道。“可以更密切地跟踪这个高风险群体,并提供早期参与测试预防性治疗的临床试验的机会。到目前为止,识别风险最高的人群一直具有挑战性。
支持该研究的组织之一英国心脏基金会国际合作和特别项目主任MetinAvkiran博士说:“扩张型心肌病是一种使人衰弱的疾病,一旦发展起来,就几乎没有治疗选择。这项研究是我们了解DCM遗传学的一大进步,更清楚地了解了在单个基因中没有已知致病突变的人群的个体风险。这些有希望的早期发现可以为更加个性化的监测和护理奠定基础,并揭示开发新疗法的潜在靶点。