非洲裔人群中意义未明的单克隆丙种球蛋白病与多发性骨髓瘤的种系基因组及DNA甲基化差异

《Cells》:Germline Genomic and DNA Methylation Differences Between MGUS and Multiple Myeloma Among Patients of African Ancestry

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月23日 来源:Cells 6.0

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  非洲裔(AA)个体患多发性骨髓瘤(MM)的风险约为欧洲裔个体的两倍,然而意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)与MM之间的分子决定因素仍不明确。研究人员对28例AA MM患者和28例频率匹配的无记录进展的AA MGUS患者进行了全外显子组测序(WES)和全基

  
非洲裔(AA)个体患多发性骨髓瘤(MM)的风险约为欧洲裔个体的两倍,然而意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)与MM之间的分子决定因素仍不明确。研究人员对28例AA MM患者和28例频率匹配的无记录进展的AA MGUS患者进行了全外显子组测序(WES)和全基因组DNA甲基化谱分析。质量控制后,WES分析纳入28例MGUS患者和27例MM患者,而DNA甲基化分析纳入27例MGUS患者和26例MM患者。全外显子组测序识别出观察到的种系变异分布差异,在本队列中,符合要求的COL19A1变异仅见于MGUS,符合要求的VWA5B2变异仅见于MM。基因负担分析识别出LAMA5和PIEZO1中的名义探索性信号,尽管两者在Bonferroni校正后均不显著。DNA甲基化谱分析识别出MM与MGUS之间的703个差异甲基化位置和122个探索性候选差异甲基化区域。一个涵盖RNF39内16个CpG位点的395 bp区域达到FWER显著性阈值。探索性通路分析提示致癌信号、细胞应激反应和细胞死亡通路。尽管表观遗传年龄加速在两组间无差异,但MM中观察到低于MGUS的DNA甲基化(DNAm)估计端粒长度;然而,在调整DNAm估计的血细胞组成后,该差异处于临界水平。总之,这些探索性发现确定了AA患者中MM与MGUS相关的种系和表观遗传特征,并提名了供更大规模纵向研究验证的生物学通路。
多发性骨髓瘤(MM)是一种无法治愈的浆细胞恶性肿瘤,非洲裔(AA)个体的终生发病风险约为欧洲裔(EA)个体的两倍,其前驱病变意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)在AA个体中也更常见。尽管全基因组关联研究已识别出35个MM易感位点,但绝大多数研究基于EA人群,AA个体的遗传贡献仍未充分明确。既往研究提示,种系遗传变异可能区分MM与MGUS,且AA个体具有更大的基因组异质性,罕见编码变异可能在疾病易感性中起重要作用。此外,从MGUS到MM的进展伴随表观遗传失调,但针对AA患者的血液DNA甲基化差异尚缺乏数据。因此,研究人员对AA患者中MM与未进展MGUS的种系基因组和DNA甲基化特征进行了探索性比较。

研究人员对28例AA MM患者和28例频率匹配(年龄±5岁、性别、免疫球蛋白亚型)的AA MGUS患者(至少5年随访无进展,中位随访11.7年)进行了全外显子组测序(WES)和全基因组DNA甲基化芯片分析。质量控制后,遗传分析纳入55例,甲基化分析纳入53例。研究鉴定了与MM或MGUS相关的种系变异、差异甲基化位点/区域,并评估了表观遗传年龄加速和DNA甲基化估计的端粒长度。结果显示,WES发现MGUS组中COL19A1变异仅见于MGUS,VWA5B2变异仅见于MM;基因负担分析提示LAMA5和PIEZO1为候选信号,但未通过多重校正。甲基化分析发现703个差异甲基化位置和RNF39基因区域的显著差异甲基化。表观遗传年龄加速无组间差异,而DNAm端粒长度在MM中较低,但调整血细胞组成后为边缘性。这些发现为AA人群MM与MGUS的分子差异提供了初步证据,需在更大纵向队列中验证。

主要技术方法:研究样本来自美国威斯康星医学院,所有参与者为黑人且遗传推断为非洲裔。全外显子组测序基于Illumina DNA Prep with Enrichment试剂盒和NovaSeq 6000平台(2×150 bp,平均目标覆盖度100×),经质量控制后,变异过滤使用gnomAD等位基因频率≤1%,并通过Ensembl Variant Effect Predictor进行功能注释,保留预测有害变异(蛋白截短变异、SIFT≤0.05、PolyPhen-2>0.446或CharGer致病变异)。DNA甲基化使用Illumina Infinium HumanMethylationEPIC v2.0 BeadChip,批次效应通过ComBat处理。差异甲基化位置采用q≤0.05和|Δβ|≥0.1;差异甲基化区域采用bumphunter,以FWER≤0.05为显著。表观遗传年龄和DNAm端粒长度通过DNAm Age Calculator和DNAmTL估计。统计方法包括单变异分析、基因负担分析、通路分析等。

全外显子组测序识别种系变异差异:在仅观察于一个组的基因中,MGUS组最常见COL19A1(8个变异),MM组最常见VWA5B2(8个变异)。这些为描述性观察,因样本量小,不表示生物学特异性。

基因负担分析与通路富集:对共享基因的负担分析显示,LAMA5(OR=0.32,p=2.5×10?3)和PIEZO1(OR=7.26,p=4.4×10?3)与MM存在名义关联,但Bonferroni校正后不显著。基因集富集分析提示PDGF信号、嗜碱性粒细胞免疫程序和早期应激/增殖通路在MM富集,树突状细胞免疫应答特征在MGUS富集。

DNA甲基化差异位点:鉴定出703个DMP,其中537个低甲基化、166个高甲基化于MM;多位于内含子区。通路分析提示KIT/FLT3生长因子信号、VEGF血管生成、FOXO氧化应激、核糖核苷酸还原酶信号以及TP53/BRCA1/MDM4信号等富集,上游调控子推断涉及地塞米松、ERBB2、β-雌二醇、TGFB1和FGF2。

差异甲基化区域:RNF39区域的一个395 bp片段(含16个CpG位点)达到FWER显著性(FWER=0.008,区域FWER=0.029),MM中甲基化水平较MGUS高15.6个百分点。RNF39编码RING型E3泛素连接酶,参与蛋白泛素化和固有免疫信号;该位点在MM中尚未见报道。另有122个候选DMR(FWER<1,p.valueArea≤0.025)用于生成假设,其相关基因富集p53信号、焦亡和内在凋亡通路,并推断出EP300为中心的调控网络。

表观遗传年龄与端粒长度:Horvath表观遗传年龄与实际年龄显著相关;两组年化衰老速率相似(0.85对0.88岁/年,p=0.89),表观遗传年龄加速(EAA)无组间差异(p=0.83)。DNAmTL随年龄下降,年龄-组交互不显著。未调整协变量时,年龄调整后的DNA
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