用多个‘组学’来研究罕见的疾病

2020-05-29 195罕见病

常规测序对罕见疾病的遗传学有了前所未有的了解,但基因组学无法诊断多达一半接受检测的患者。这是德国科学家最近在《分子与细胞蛋白质组学》杂志上所做的一项研究所解决的问题。用多个‘组学’来研究罕见的疾病,利用来自四个国家的患者样本和一个新的中性粒细胞蛋白质组数据库,他们能够对两个典型测序失败的严重先天性中性粒细胞减少症儿童进行基因诊断。

“很少有人用多个‘组学’来研究罕见的疾病。(但是)我认为这是个性化医疗的未来,”资深作者、慕尼黑大学儿童医院院长克里斯托夫·克莱因说。

研究背景

病人的疾病影响到他们的中性粒细胞,白血球充满了有毒的蛋白质以对抗细菌。当中性粒细胞发育受到干扰时,克莱恩估计每20万新生儿中就有1例发生这种情况,每一次细菌或真菌感染都可能成为危及生命的医疗紧急情况。

中性粒细胞是脆弱的,这使得他们很难研究。博士后研究员塞巴斯蒂安·黑塞(Sebastian Hesse)开发了一种从健康中性粒细胞中收集蛋白质的方法。随后,由柏林技术大学Juri Rappsilber蛋白质组学实验室的Piotr Grabowski领导的科学家利用这些健康细胞建立了中性粒细胞蛋白质组的基线。

研究内容

然后,Hesse从16名先天性中性粒细胞减少症患者中收集了中性粒细胞。 其中一些人住在德国。 为了与其他人接触,他不得不前往土耳其和伊朗。 质谱师重复了相同的蛋白质组分析,将患者的中性粒细胞与志愿者的中性粒细胞进行了比较。

研究小组利用异常蛋白图谱诊断了两名外显子序列结果不确定的患者。在一个孩子的病例中,假基因使识别蛋白质编码基因的突变变得困难;在第二个病例中,外显子组测序的不完全覆盖错过了一个关键点突变。关于每个病人蛋白质丰度的数据使研究人员进行了二次基因分析,结果证明是确凿的。

研究结果

这两种突变都是已知的中性粒细胞减少的原因。”这突出表明,即使你有高度控制的基因研究管道,总有一个风险,你不是百分之百正确的,”克莱恩说。在即将发表的一篇论文中,研究小组将报道利用蛋白质基因组技术发现的中性粒细胞减少症的新的遗传原因。

用多个‘组学’来研究罕见的疾病,蛋白质组学和基因组学的联合筛查还不适用于所有患者。”但是,如果你看看目前正在开发的机器,我认为在未来以非常低的成本进行蛋白质组分析将有巨大的潜力,”克莱恩说。

引用

American Society for Biochemistry and Molecular Biology. "When sequencing fails to pinpoint a rare disease: Combining proteomics, genomics improves diagnostic accuracy for congenital neutropenia." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 February 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190208115325.htm.

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