采用遺傳連鎖分析的方法定位孤獨癥風險位點

2009/2/9 10:01:16 來源:北京孤獨癥康復協會作者:王力芳譯字體：大中小發表評論　打印此文

孤獨癥譜系障礙是常見的、遺傳性的神經發育障礙。其遺傳模式復雜，因此需要很大的樣本量來克服遺傳異質性的影響。因此我們采用的樣本量比其他研究都大，共計1168個多發家系（家系中至少有兩人患?。?。采用Affymetrix 10 K SNP芯片，進行目前最大規模的連鎖掃描，同時在這些家系中分析拷貝數目變異。連鎖和拷貝數目變異的分析顯示染色體11p12-p13 區域和neurexins是孤獨癥的風險位點；參與谷氨酸突觸形成的neurexins 和以前發現的neuroligins 提示谷氨酸相關基因可能參與孤獨癥的致病。

孤獨癥是一種神經發育疾病，其特征主要是社交能力受損、語言交流損害和重復刻板的行為和興趣。孤獨癥人群患病率約為1.5－2‰，孤獨癥譜系障礙的患病率約為6‰。男性患者約為女性患者的4倍。雙生子研究提示單卵雙生子孤獨癥的同病率為60％－90％，異卵雙生子同病率為0％－10％?；诟鞣N核型異常在孤獨癥患者中均有發現，我們提出假說認為孤獨癥患者還存在亞顯微結構的異常。

利用基因組連鎖掃描的方法來尋找孤獨癥易感位點，研究表明染色體2q、7q、17q的區域與孤獨癥連鎖，其中7q得到很好的重復驗證，是最受關注的區域。

只有分析大樣本的多發家系（家系中有兩個或兩個以上的患者），才能提高發現易感位點的可能性、增加連鎖分析的效力和控制病因異質性。

我們收集了1400個孤獨癥譜系障礙的家系，此樣本量對于采用多種策略定位孤獨癥易感位點來說非常充分。我們利用比較雜交信號強度的方法，識別可能是潛在風險位點的亞顯微的拷貝數目變異，并且將其做為將樣本分層的工具，以減少影響連鎖分析的遺傳異質性。

結果：

孤獨癥基因組計劃協會包括北美和南美的50個中心，共收集孤獨癥家系1496個。孤獨癥的診斷使用孤獨癥診斷訪談量表（ADI-R）和孤獨癥診斷觀察量表（ADOS）或臨床評估。剔除核型分析和脆性X綜合征篩查異常的家系。

我們成功地對1491個家系進行了Affymetrix 10 K SNP芯片的檢測。經質量控制后可用于連鎖分析的有1181個家系。我們通過比較SNP 芯片所獲得的信號強度來計算出拷貝數目變異。最初我們采用兩種方法進行信號強度比較，發現715個家系的1109個樣本中有2788個拷貝數目變異。最后我們采用最高可信度的數據，在173個家系的196個孤獨癥病例中確定了254個拷貝數目變異，大多數（66％）是獲得性變異，平均為3.4Mb。

連鎖分析用于確定染色體上存在一個或更多可能致病的遺傳變異的區域。罕見的新發現的拷貝數目變異或家族性的拷貝數目變異是造成遺傳異質性的原因之一，因此會降低連鎖分析的敏感性。所以從理論上講，剔除存在罕見拷貝數目變異的家系對于連鎖分析更有意義。

剔除存在拷貝數目變異的家系后，連鎖分析發現兩個區域11p12-p13和15q23－q25.3 與孤獨癥連鎖。由于男性患者與女性患者的比例約為4:1，且既往文獻提示孤獨癥家系可按照是否包括女性患者或只有男性患者進行劃分，因此我們采用這種劃分方法，并進行連鎖分析。既往研究也發現包括女性患者的家系似乎更能為連鎖分析提供信息。在包含女性患者的孤獨癥家系中，連鎖分析發現11p12-p13為連鎖區域，而在只有男性患者的家系中則未發現此連鎖區。

討論：

這項采用目前最大樣本孤獨癥家系的連鎖分析，其結果為我們對孤獨癥這種復雜疾病的理解提供了新的依據。我們的研究發現，一部分家系（7.6－11.5％）中所有患者都存在可能是拷貝數目變異的異常。由于SNP 的距離較寬且分布不均勻，以及我們所采用的確定拷貝數目變異的方法較保守，因此會漏掉一些拷貝數目變異。我們也發現在一些家系中只有一個患者檢測到拷貝數目變異。一種可能的解釋是，拷貝數目變異可能是致病危險因素而不是根本原因。

為了減少影響孤獨癥風險位點定位的遺傳異質性因素，我們將臨床表型的評定、樣本的確認、基因型的檢測和分析都進行了統一的標準化?；谌N不同診斷框架的連鎖分析發現，11p12－p13為孤獨癥的連鎖區域。當按不同標準分組時（如將患者中含有拷貝數目變異的家系剔除后，或包括女性患者的家系），連鎖證據更明顯。以前的研究也發現這一區域的連鎖，但11p12－p13并未被做為尋找孤獨癥風險位點的重點。我們相信本項研究將促使對11p12－p13更徹底更詳細的定位。

我們對拷貝數目變異的分析發現，在一對受累同胞對中有NRXN1基因編碼區外顯子的雜合缺失。因此我們對NRXN1基因的4個SNP（單核甘酸多態性）（rs1363036, rs930752,rs1377238, rs2018909）進行了基于家系的傳遞不平衡分析。采用FBAT（家系為基礎的關聯分析）統計軟件，進行關聯分析。研究發現兩個SNP 位點rs1363036和rs930752在孤獨癥中有過度傳遞現象（p＜0.05），提示NRXN1基因與孤獨癥關聯。

目前有證據表明neurexins 和neuroligins 可能在孤獨癥的發病中起作用。在神經元之間的信號傳遞過程中，突觸后受體必須正對著軸突突觸前神經遞質釋放部位。Neurexins可以誘導樹突上突觸后的分化，而neuroligins可誘導谷氨酸能軸突的突觸前分化。Neurexin 和neuroligin之間的聯系對于谷氨酸能（和GABA能）突觸的形成非常重要。谷氨酸是興奮性神經遞質，并且是影響腦發育的重要因素。谷氨酸功能的異常被認為與孤獨癥有關。

已有研究報道谷氨酸相關基因如SLC25A12和GRIK2與孤獨癥關聯。SCL25A12基因敲除小鼠由于天冬氨酸轉運受限導致神經細胞髓鞘損害。GRIK2基因的產物谷氨酸受體6是一種離子型受體，它影響神經元的發育。SLC1A1和SLC1A2最接近連鎖的峰值位置，而且其蛋白產物影響谷氨酸突觸的功能和腦發育，因此它們是孤獨癥易感基因研究的候選基因。