自闭症基因研究的十年
十年前,麦克?威格勒首次提出自闭症基因致病理论,这无疑启动了该领域的研究革新。
年4月,威格勒和他同事乔纳森?塞拜特发现了自闭症患者的新生突变远高于其他正常人,新生突变不是从父母那里遗传得到的,而是自发产生的。他们注意到这种远高于正常人的突变主要是“拷贝数变异”,也就是DNA复制过程中缺失或重复增加了某些片断。威格勒之前的研究发现,“拷贝数变异”在癌症病例中很常见。但是当他发现这种“拷贝数变异”竟然在自闭症患者中也很常见时,自闭症专家们感到非常意外。威格勒说:“在转移和复制过程中,基因受其他因素影响而被删除,该空缺很快被新的基因片断所填充。”
这一发现很快引发了进一步的研究。针对新生突变,包括威格勒的研究小组在内,有三个团队开始着力研究基因对自闭症疾病的贡献。他们的方法很高效:他们并没有研究整个基因组,而是寻求那用于编译蛋白质的2%染色体,我们称之为外显子组。他们特别选定单一型的家庭来研究,也就是父母双方以及其兄弟姐妹正常,但唯有一个孩子患自闭症。这样就可以对照家庭成员的外显子组,从而发现自闭症孩子的基因突变。该方法成果颇丰:根据多组家庭的数据,研究小组成功预测了几百组自闭症致病基因,并确定了最后可能的六个致病基因。其中CHD8、DYRK1A、SCN2A基因很快成为了自闭症领域的研究热点。
年,研究又获取了更大量的可能的致病基因。在两项大型的研究中,研究人员对多人的数据进行了分析,发现了50个高度可能的自闭症基因。威格勒的团队在研究单一形型自闭症家庭时发现了27个基因中出现了罕见新生突变。在第二项研究中,研究人员既筛选了新生突变,也筛选了遗传型突变,最后发现了33条基因可能会致自闭症。其中有10个可能的致病基因在这两个研究中同时存在。
两年前,自闭症可能致病基因的数量又迎来了猛增。统计技术有效地对比基因遗传和基因突变数据,连同自闭症基因项目中得到的CNV数据,研究人员准确地指出了65个基因以及6个“拷贝数变异”是自闭症的关键致病因素。他们还基本可以确定其中的28个基因是可能的致病基因。
“在过去相当长的时间里,我们认为如果发现这些自闭症致病基因,那么就可以取得实质性的进展。”加利福尼亚大学精神病学副教授斯蒂芬?桑德斯说,“突然,我们已经拿到了这65个甚至更多的自闭症可能致病基因清单,这将是我们进一步研究的基础,非常难得。”
这些研究发现无疑证明了自闭症是一种根植于生物学的疾病。桑德斯说:“越来越多证据表明,自闭症绝不是被误认为的精神障碍,我相信全精神病学界都认可这一点。自闭症是基因缺陷引起的,这在生物学上可以理解,并且可以发现突变位置。”
然而,这仅仅是一个开始。科学家们进入了自闭症基因研究的新篇章,他们建立了现有知识的框架,使用更好的测序和统计工具、产生更多数据并建立更有效的模型。例如,他们寻找常见遗传变体,也就是存在于大于1%的人中并且突变时可能会导致自闭症。并且他们开始研究外显子组以外的98%的基因组区域,这些区域在最开始因为我们知之甚少是而被忽略的。
加利福尼亚大学人类基因学的教授丹尼尔?格斯温德说:“大部分的遗传研究进展都属于大效应新生变异,但这仅仅是遗传型奥秘中的一小部分。这些进展很重要,但是目前并无法回答一些问题:
为什么自闭症家庭会有群发性?
为什么自闭症患者的其他近亲通常也会出现自闭症的某些特征?
基因研究的中心问题
那目前到底多少自闭症的遗传结构被解释了呢?据估算,罕见突变(包括可遗传突变和新生突变)大约能解释10-30%的病例。在最近大量新发现之前,仅有2-3%的自闭症患者能被已知基因突变解释:这些突变往往属于单一基因突变造成的罕见遗传疾病综合症,比如,脆性X染色体综合症以及结节性硬化症。这些综合症通常会带有自闭症的核心症状,伴有他们自身的特点以及智力障碍。
哈弗大学医学院学副教授马克?戴利说:“在过去的两代人中,至少75%的自闭症患者伴有严重的智力障碍及其他的精神发育异常,而且诊断也并不充分。”
但是最近十年,谱系量表原则导致自闭症诊断病例特别是症状不太严重的新病例大量涌现,这也造成了新的挑战。自闭症遗传研究引导我们全力