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为解决韩国罕见 SCAs 患病率不明及诊断难题,三星医疗中心和首尔国立大学医院研究人员开展相关研究。发现 SCA36 在特定患者群体中有一定占比,LRS 诊断潜力大。推荐科研读者阅读,助您了解相关疾病研究新进展。
在神秘的医学领域,有一种疾病如同隐藏在暗处的 “幽灵”,悄悄地侵蚀着人们的健康,它就是脊髓小脑共济失调(Spinocerebellar ataxias,SCAs)。这可不是一种简单的疾病,它属于神经退行性疾病的范畴,就像身体里的 “小恶魔”,会让患者的小脑功能逐渐衰退,出现进行性的小脑共济失调症状,严重影响生活质量。
目前,已经发现了多达五十种不同类型的 SCAs,其中有十二种是由重复序列扩增引起的。在全球范围内,SCA3 是较为常见的亚型。然而,SCAs 的患病率在不同种族和地区差异很大。在韩国,之前的研究发现 SCA2 或 SCA3 是当地最常见的亚型。但问题来了,由于受到成本和人力等因素的限制,全面检测存在困难,人们对 SCAs 患病率的了解并不完整。而且,某些 SCAs 的诊断也颇具挑战性,比如一些 SCAs 存在长重复序列扩增,传统的荧光扩增片段长度 PCR(AL-PCR)在面对含有大量重复数的扩增等位基因时,常常 “无能为力”,无法成功扩增。虽然重复引物 PCR(RP-PCR)能解决部分问题,但对于像 SCA10 和 SCA36 这类疾病,RP-PCR 的锯齿状条带模式很难准确判断是完全突变还是意义不确定的等位基因,以往只能依靠既耗费人力又消耗资源的 Southern 印迹技术来诊断,这在临床应用中实在是不太方便。
为了深入了解这些问题,来自三星医疗中心和首尔国立大学医院的研究人员进行了一项重要研究,并在《Journal of Neurology》上发表了题为 “Prevalence of Rare Spinocerebellar Ataxias in South Korea: A Comprehensive Molecular Analysis Using Long - Read Sequencing” 的论文。通过这项研究,他们发现 SCA36 在排除常见 SCAs 后的确诊病例中占比 11.9%,在未选择的共济失调患者中占比 1.0%。这一发现意义重大,不仅强调了 SCA36 在韩国的流行情况,还表明长读长测序(LRS)技术在诊断 SCA36 方面具有巨大潜力,如果将 LRS 技术整合到诊断流程中,有望提高诊断效率,特别是对于像韩国这样 SCA36 患病率较高的人群。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们对研究对象进行了筛选,分为两个队列。队列 1 是来自三星医疗中心和首尔国立大学医院神经内科门诊共济失调队列中未确诊的患者,这些患者在排除常见的遗传共济失调病因后参与研究;队列 2 则是三星医疗中心进行共济失调基因检测的患者,利用他们检测后的剩余 DNA 进行研究。在检测方法上,针对 SCA10、12、31 和 36 的不同重复范围和结构,采用了 AL-PCR、RP-PCR 等方法。对于 SCA36,当 RP-PCR 检测到锯齿状条带模式时,研究人员利用牛津纳米孔技术(ONT)平台进行 LRS,以确定扩增等位基因的准确重复数。此外,研究人员还使用了 CRISPR-Cas9 系统对目标区域进行富集,并运用了一系列生物信息学工具对测序数据进行分析 。
下面我们来看看具体的研究结果。
- 未确诊小脑共济失调患者中 SCA10、12、31 和 36 的筛查结果:研究人员招募了队列 1,其中包含来自 67 个家庭的 78 名小脑共济失调患者。对这些患者进行 SCA10、12、31 和 36 的筛查时发现,SCA31 在 PCR 扩增和 HaeIII 酶切后未观察到插入;SCA10 和 SCA12 在进行 RP-PCR 时,没有出现锯齿状条带模式;而 SCA36 在 10 名患者(来自 8 个家庭)的 RP-PCR 检测中出现了锯齿状条带,这表明这些患者存在超出正常重复范围的扩增等位基因,占未确诊小脑共济失调家庭的 11.9%。
- 未选择的共济失调患者中 SCA36 的患病率:由于队列 1 中 SCA36 的阳性率较高,研究人员对队列 2 进行了进一步研究。队列 2 包含 99 个样本,经过检测,其中 12 个样本被诊断为常见的 SCAs,87 个未确诊为常见 SCAs 的样本进行了 SCA36 的 AL-PCR 和 RP-PCR 检测,结果发现有 1 个样本(ATA - 109)在 RP-PCR 中出现锯齿状条带,占未选择的共济失调患者的 1.0%。
- 使用 LRS 确认 SCA36:在 SCA36 的 RP-PCR 检测中出现锯齿状条带的 11 名患者(10 名来自队列 1,1 名来自队列 2)中,有 7 名患者(6 名来自队列 1,1 名来自队列 2)进行了 LRS。结果显示,目标区域的覆盖深度在 46 - 845X 之间,估计的重复数在 537 - 1403 之间,并且所有扩增等位基因在 4.2kb 区域内具有相同的单倍型。不过,由于 DNA 可用性的限制,剩余 4 名患者无法进行 LRS 检测。
- 韩国 SCA36 患者的临床特征:研究人员将韩国 SCA36 患者的临床特征与之前 Wang 等人的研究进行了比较。结果发现,在检查年龄、发病年龄和性别方面,两者没有差异。但在临床特征上,韩国患者出现反射亢进的频率明显高于全球其他地区的患者(100% vs. 56.3%)。
综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义非凡。研究人员通过全面的方法,发现了 SCA36 在韩国未确诊小脑共济失调家庭和未选择的共济失调患者中的特定患病率,这说明 SCA36 在韩国可能存在诊断不足的情况。而且,韩国 SCA36 患者具有独特的临床特征,比如更高的反射亢进频率,这可能暗示着遗传相关性。虽然研究没有发现 SCA10、12 和 31 的患者,但这与之前的研究结果相符,不同类型的 SCAs 在全球的分布确实存在差异。
LRS 技术在诊断 SCA36 方面展现出了优势,它能够有效解决传统诊断方法的一些局限性。不过,LRS 技术也面临着一些挑战,比如数据解释复杂、覆盖深度问题、成本较高以及可及性有限等。而且,对于 SCA36 重复扩增的致病阈值以及重复结构的理解还需要进一步研究,同时也需要对 LRS 技术的重复测量进行标准化,提高测序准确性。
这项研究虽然存在一些局限性,比如部分患者因残疾严重无法进行全面检查,部分患者因 DNA 质量问题无法进行 LRS 检测,队列 1 可能存在抽样偏差,队列 2 缺乏详细的临床特征等,但它仍然为 SCA36 的研究和诊断提供了重要的依据。未来的研究可以纳入更多样化的人群样本,进一步验证这些发现。总之,这项研究为医学领域对 SCA36 的认识打开了新的大门,让我们朝着更准确诊断和治疗这种疾病的方向又迈进了一步。