编辑推荐:
为解决东亚人群中哮喘、过敏性鼻炎和花粉症的遗传基础研究不足问题,中国研究人员开展了多性状全基因组关联研究(MTAG),揭示了这些疾病在东亚人群中的共享遗传位点和特异性基因表达。研究发现9q32和10q25.2等新型多效性位点,为理解其遗传机制和开发精准治疗靶点提供了重要依据。这一成果不仅填补了东亚人群相关研究的空白,也为全球呼吸疾病研究提供了新的视角,值得科研读者关注。
哮喘、过敏性鼻炎和花粉症是当今社会极为常见的呼吸系统疾病,它们常常相伴而生,给患者的生活带来了诸多不便,也给全球的医疗系统带来了沉重负担。这些疾病之所以会同时出现,很可能是由于它们有着共同的遗传和环境诱因。然而,尽管在欧洲人群中已经通过全基因组关联研究(GWAS)发现了许多与这些疾病相关的遗传位点,但在东亚人群中的遗传结构却仍然知之甚少。这种研究空白不仅限制了我们对这些疾病在东亚人群中发病机制的理解,也阻碍了针对该人群的精准医疗和疾病预防策略的制定。
为了填补这一研究空白,揭示东亚人群中这些疾病共同的遗传基础,中国研究人员在《期刊原文名称》上发表了一篇题为《论文原文标题》的论文。该研究通过多性状全基因组关联研究(MTAG)分析,量化了哮喘、过敏性鼻炎和花粉症在东亚人群中的遗传重叠情况,发现了多个与这些疾病相关的新型多效性位点,并揭示了这些位点在东亚人群中的特异性。这些发现不仅为理解这些疾病的遗传决定因素提供了新的见解,还为未来的治疗靶点开发提供了潜在方向。
为了开展这项研究,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,利用GWAS汇总统计数据进行全球遗传相关性分析,以评估不同疾病之间的遗传相关性;其次,采用分层连锁不平衡评分回归(stratified LDSC)分析,识别与疾病遗传力相关的细胞类型或组织;接着,通过局部遗传相关性分析,识别特定基因组区域的遗传相关性;最后,运用MTAG分析,联合分析多个相关性状的GWAS数据,以提高检测共享遗传变异的能力。
研究结果
全球遗传相关性分析
研究人员首先利用GWAS汇总统计数据,对哮喘、过敏性鼻炎和花粉症在东亚人群中的遗传相关性进行了分析。结果显示,这三种疾病之间存在显著的正遗传相关性,其中哮喘与过敏性鼻炎的遗传相关性最高(rg = 0.52,P = 2 × 10??),表明它们可能共享许多遗传变异。此外,过敏性鼻炎与花粉症之间的遗传相关性接近1,表明这两种疾病在遗传层面上几乎完全重叠。这些结果揭示了这些疾病之间复杂的遗传联系,为后续的多性状分析奠定了基础。
细胞类型特异性遗传力富集分析
为了进一步探索这些疾病的遗传相似性和差异性,研究人员基于六种染色质标记和九种细胞类型对单核苷酸多态性(SNP)遗传力进行了分层。结果显示,这三种疾病在血液/免疫和消化系统组织中表现出显著的遗传力富集。然而,具体到不同的染色质标记,哮喘、过敏性鼻炎和花粉症各自显示出独特的富集模式。例如,过敏性鼻炎在显著富集的组织或细胞类型数量上少于哮喘和花粉症。这些发现不仅揭示了这些疾病共享的遗传成分,还突出了它们各自独特的遗传特征。
局部遗传相关性分析
研究人员进一步开展了全基因组范围内的扫描,以识别对哮喘、过敏性鼻炎和花粉症共享遗传力有贡献的特定基因组区域。分析发现,多个基因组区域(如2q37.3、10p14、12q24.1和主要组织相容性复合体(MHC)区域)在这些疾病之间表现出显著的局部遗传相关性。例如,2q37.3和10p14区域在哮喘和过敏性鼻炎之间存在显著相关性,而10p14和17q21区域则与哮喘和花粉症的遗传相关性有关。这些结果表明,这些基因组区域可能包含影响这些疾病共同发病机制的关键遗传变异。
多性状全基因组关联分析
基于上述遗传相关性分析的结果,研究人员进一步利用MTAG分析,联合分析了哮喘、过敏性鼻炎和花粉症的GWAS数据。与传统的单性状GWAS相比,MTAG通过整合多个相关性状的信息,显著提高了检测共享遗传位点的能力。例如,在哮喘和过敏性鼻炎的MTAG分析中,研究人员发现了六个与过敏性鼻炎相关的多效性位点,其中五个位点在之前的哮喘研究中已被报道,但有一个位点是首次在亚洲人群中发现。此外,研究人员还发现了多个与哮喘和花粉症相关的多效性位点,其中一些位点在欧洲人群中并未被发现,表明这些位点可能具有东亚人群特异性。这些发现不仅揭示了这些疾病共享的遗传位点,还强调了在不同人群中开展遗传学研究的重要性。
研究结论与讨论
该研究通过多性状分析方法,揭示了哮喘、过敏性鼻炎和花粉症在东亚人群中的共享遗传结构。研究结果不仅证实了这些疾病之间存在显著的遗传相关性,还发现了多个新型多效性位点,尤其是9q32和10q25.2位点,这些位点在东亚人群中表现出特异性。这些发现为理解这些疾病的遗传基础提供了新的视角,也为未来的治疗靶点开发提供了潜在方向。
此外,研究人员还对这些位点附近的候选基因进行了表达分析,发现多个基因(如AKNA、ATP6V1G1和GPAM)在哮喘或过敏性鼻炎患者中表现出显著的差异表达。这些基因可能通过调节免疫反应或细胞代谢等途径参与疾病的发生发展。尽管这些发现为疾病的遗传机制提供了新的线索,但研究人员也指出,这些结果仍需通过实验研究进一步验证。
该研究的重要性在于,它不仅填补了东亚人群中关于这些疾病遗传学研究的空白,还强调了在不同人群中开展遗传学研究的必要性。这些发现为未来的精准医疗和疾病预防策略提供了重要的遗传学依据,也为理解这些疾病的复杂遗传机制提供了新的视角。