罕见遗传代谢紊乱的原因

2020-05-28 166罕见病

英国不列颠哥伦比亚大学儿童医院(BC Children's Hospital)、英国不列颠哥伦比亚大学(UBC)和一个国际研究小组发表在《新英格兰医学杂志》(new England Journal of Medicine)上的一项新研究首次确定了一种罕见遗传代谢紊乱的原因。

遗传性代谢紊乱

遗传性代谢紊乱——身体无法分解食物中的特定营养素,从而导致一系列严重的健康问题——通常是由基因缺陷引起的。

在这项重要的研究中,研究人员发现三名儿童未确诊的退行性疾病背后有一个不寻常的基因突变:DNA的重复扩增。在这种特殊的突变中,基因看起来没有受损,但却不能正常工作,因为与它相邻的DNA已经延长了其正常长度的几百倍。

主要作者克拉拉·范·卡尔内比克博士说:“要检测这种DNA增殖,你只能使用全基因组测序,必须搜索数十亿条DNA;这真是大海捞针。”通过我们的新方法,我们终于解决了我们的神秘案件,我们现在希望找到其他遗传代谢疾病的基因病因,尽管原因尚不清楚。”

找到罕见遗传代谢紊乱的原因非常重要

迄今为止,DNA重复扩增已与大约30种不同的疾病联系在一起。

“对于患有罕见疾病的孩子和他们的家人来说,找到罕见遗传代谢紊乱的原因是非常重要的,”这项研究的共同作者怀斯·瓦瑟曼博士说一项诊断让我们有可能进行干预,减轻父母不该有的负罪感,并提供对更常见疾病的洞察。”

对于一个患有不明疾病的孩子来说,诊断为进一步的研究打下了基础,这些研究可能会导致新的干预措施,如旨在“打开”受损基因的基因治疗、饮食调整或补充身体所缺少的营养。有效的治疗可以减缓或停止损害症状,提高罕见疾病儿童及其家庭的生活质量。

研究内容

在这项研究中,van Karnebeek和她的研究团队的初步工作将寻找这种罕见疾病的基因原因的范围缩小到基因组的关键区域。然而,在使用外显子组测序和全基因组测序进行进一步研究后,国际研究小组无法确定DNA中的错误。

就在这里,不列颠哥伦比亚省儿童研究所的研究人员采取了一种新颖的方法。通过深入的人工分析和新兴的生物信息学工具和技术的使用,该研究的共同作者Britt Drógemóller博士和Phillip Richmond博士发现并确认了导致该疾病的基因是完整的,但一个重复的扩展错误阻止了它的功能。

“在我们的研究中,我们将重点放在那些通过外显子组测序很难发现的变异上,”奥格默勒博士说经过数月各种不同分析的实验,我们最终通过使用新的靶向方法来识别DNA重复扩增,发现了这种新的基因变体。”

里士满说:“这些发现是通过多学科方法以及技术、技术和软件的进步而实现的。”这不可能是两年前的事,最重要的是,它向我们展示了在其他未确诊病例中应该寻找什么。”

导致这种特殊疾病的基因是一种酶,它能使人体将一种叫做谷氨酰胺的氨基酸转变成谷氨酸。需要更多的工作来确定这种基因错误究竟是如何导致疾病的,但很可能是谷氨酰胺的积累或谷氨酸的缺乏导致了儿童严重的发育迟缓和残疾,包括语言、言语、平衡和协调困难。

通过与世界各地测序协会的合作,研究人员得以证实,这种特殊的重复扩增只在8000人中发现1人,证明这种突变非常罕见。

超过100万加拿大人患有一种罕见的疾病,其中50%以上的病例中,这种疾病的潜在遗传原因仍然不明。

“我们可以为患有罕见疾病的儿童做得更好。对于50%找不到答案的人来说,这一发现和新方法将有助于我们深入挖掘并潜在地找到他们疾病的原因。

引用

University of British Columbia. "Cause of rare genetic metabolic disorder." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 April 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415172153.htm.

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