近日,通过一项史上最大规模全外显子组测序分析,研究人员发现了四种与2型糖尿病风险相关的罕见变异基因。这些基因和它们编码的蛋白质是新药的潜在靶标,可以指导研究人员更好地了解和治疗疾病。该研究成果已在英国顶尖学术期刊《自然》上发表。
我国是糖尿病大国。据《中国2型糖尿病防治指南(2017版)》显示,我国18岁以上成人2型糖尿病发病率已达10.4%,60岁以上的老年人糖尿病患病率均在20%以上。
2型糖尿病是一种慢性代谢疾病,病因与患者的生活方式与遗传因素有关,其中遗传因素对发病起到重要影响。因此,找到2型糖尿病易感基因,将为疾病风险预测和治疗方向提供依据。
此次研究团队堪称豪华,由牛津大学糖尿病医学教授、麻省总医院糖尿病科主任、哈佛医学院医学教授等百位医学界大咖组成。
研究人员对近46,000人进行了全外显子组测序分析,数据分别来自欧洲、非洲裔美国人、西班牙裔/拉美裔、东亚和南亚,这也是史上针对2型糖尿病进行的最大规模的外显子组测序研究。
“研究大量来自不同血统的个体样本很重要,之前多数大规模研究都集中在欧洲血统个体上,使用多样化的数据可以使研究结果更加全面。”密歇根大学公共卫生院生物统计学教授米歇尔·波恩科解释道。
全外显子组测序,能够检测出所有基因的蛋白质编码区域的变异。
寻找疾病突变基因的另一种方法称为全基因组关联研究(GWAS)。这种方法对于在整个基因组中发现常见疾病突变基因非常有效,但由于已知的大多数导致疾病的突变均发生在外显子中,因此GWAS可能会错过一些人类基因组中重要的罕见突变。
通过对大约21,000名2型糖尿病患者和25,000名健康对照者采集的数据发现,在7个基因点位上,有15个变体超出了全外显子组差异效应的阈值,其中有两个变体之前在GWAS中从未发现过。
基因变异的集中关联分析结果显示,有4个基因与2型糖尿病显著相关。此外,研究人员还发现全外显子组测序可以预测基因失活与T2DM风险的关系。
研究人员将全外显子组测序结果与GWAS结果进行了对比,发现由全外显子测序发现的2型糖尿病罕见变异信号可解释的遗传度远超过GWAS。这也证明了全外显子组测序对2型糖尿病基因突变检测分析的重要性,它可以和GWAS达成很好的互补关系。
“我们现在已经了解了罕见DNA变异与2型糖尿病的关系。”该研究的第一作者、哈佛医学院儿科助理教授杰森·法兰尼克说,“这些变异基因为药物开发提供了更有价值的信息。不管是作为新药物标靶,还是用于疾病研究,它们都有着重要意义。”