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唐氏综合征(DS)患儿的髓系白血病(ML-DS)常由新生儿期 GATA1s突变引发的短暂性白血病前期病变导致。研究人员对 434 名 DS 儿童进行全基因组测序,探究生殖系遗传变异对 GATA1s突变的影响。虽未发现强遗传效应,但南亚遗传血统与突变风险有关,为后续研究指明方向。
在神秘的生命科学领域,白血病一直是困扰医学界的难题,尤其是唐氏综合征(Down Syndrome,DS)患儿患髓系白血病(Myeloid Leukemia of Down Syndrome,ML-DS)的情况。ML-DS 往往有一个前奏,那就是新生儿时期出现的短暂性白血病前期病变。这一病变的 “幕后推手” 是 X 染色体上的 GATA1 基因突变,突变后会产生一种更短的蛋白质异构体(GATA1
s) 。在 DS 患儿群体中,GATA1
s突变出现的频率相当高。然而,除了已知的 21 号染色体三体异常外,导致这种白血病前期病变的其他风险因素却如同隐藏在迷雾中,一直未被揭开。
为了驱散这团迷雾,来自牛津 DS 研究的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们的目标是搞清楚生殖系遗传变异究竟会不会对 DS 患儿 GATA1s突变的发展产生影响。研究成果发表在《Blood Advances》杂志上,为该领域的研究带来了新的曙光。
研究人员采用了全基因组测序技术,对 434 名此前已进行过 GATA1s突变筛查的 DS 儿童展开研究。在严格的质量控制之后,他们分别针对二倍体常染色体、21 号三体染色体以及 X 染色体进行关联测试。同时,还进行回归测试,测试对象为突变变异等位基因频率或二元性状(其中 103 例 GATA1s阳性病例,326 例对照),并且在测试过程中对性别和与祖先相关的主成分进行了调整。此外,研究人员还推断出每个研究对象的遗传血统,并测试其与 GATA1s突变之间的关联。
在研究结果方面,研究人员首先发现了三个全基因组范围内显著(P<5x10-8) 与 GATA1s突变相关的基因座。但可惜的是,这些基因座可能是假阳性结果,因为在每个基因座上,显示出关联证据的连锁变异很少。在对 21 号染色体以及 X 染色体上的 GATA1 区域进行检测时,并未发现显著的关联。不过,一个有趣且重要的发现是,南亚遗传血统比例的增加与 GATA1s突变风险的上升存在关联。具体来说,每增加 10% 的南亚遗传血统,患 GATA1s突变的风险就会提高 1.11 倍(P=0.031) 。
从研究结论和讨论部分来看,此次遗传流行病学研究并没有找到生殖系遗传对 DS 患儿 GATA1s突变有强烈影响的证据。但遗传血统与突变风险的关联为后续研究打开了新的思路,这一关联可能与尚未测量的遗传或非遗传因素有关,比如胎儿在发育过程中的暴露情况等,值得科研人员进一步深入探究。这一研究虽然没有完全解开 DS 患儿 GATA1s突变风险因素的谜团,但却为后续研究指明了方向,让科研人员在探索白血病发病机制的道路上又迈出了坚实的一步,对未来白血病的预防和治疗有着重要的意义。
研究人员开展研究用到的主要关键技术方法包括:对 434 名来自牛津 DS 研究的 DS 儿童进行全基因组测序;在质量控制后,分别针对不同染色体进行关联测试;对突变变异等位基因频率或二元性状进行回归测试,同时调整性别和祖先相关主成分;推断研究对象的遗传血统并测试其与突变的关联。