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根据7月20日发表在《自然遗传学》杂志上的一项研究,具有轻微影响的常见基因变异可能导致大约一半的自闭症患病风险。 识别这些变异需要数万个样本。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
到目前为止,大部分自闭症研究都集中在罕见的、从头突变上,这些突变在自闭症患者中自发出现。 这些突变通常具有很强的影响,因此很容易被发现——例如,通过比较受影响个体与其未受影响家庭成员的基因组。
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相比之下,常见变异在 5% 或更多的人口中存在。 单独来看,每种变异对个体的影响可能很小,但加在一起,它们可能会使天平向特定疾病倾斜,例如自闭症。
由于它们的普遍性,要明确地将特定变异与疾病联系起来,需要数万个样本。
这项新研究没有查明个体变异,而是着眼于常见变异在多大程度上导致了自闭症的总体风险。 结果表明,大约 49% 的自闭症患病风险可归因于常见变异,而罕见的从头变异则为 3%。
纽约市西奈山伊坎医学院西弗自闭症中心主任、首席研究员约瑟夫·布克斯鲍姆说:“从头突变非常重要,但我们需要将这种其他类型的遗传风险视为[遗传]结构的关键组成部分。”
家庭关系
一些研究试图明确界定自闭症风险在多大程度上可归因于遗传。 这些研究经常分析双胞胎的基因组,因为同卵双胞胎共享相同的 DNA。 然而,他们并不总是充分考虑到双胞胎也共享其他因素——例如子宫内环境、他们的家庭或儿科医生。
加州大学旧金山分校精神病学助理教授斯蒂芬·桑德斯说:“在遗传力这个有点像黑色艺术的领域里,双胞胎研究是最黑暗的艺术。”
也许正因为如此,双胞胎研究对遗传贡献的估计差异很大——从 1980 年代双胞胎研究中的 90% 到 2011 年一项有争议的双胞胎研究中的仅 37%。
这项新研究处于中间位置,估计遗传学的总体贡献约为 59%。
研究人员调查了 1982 年至 2007 年间瑞典出生的所有儿童的自闭症风险,其中包括 5,689 名被诊断患有自闭症的儿童,共计 160 万个家庭。
研究人员将大家庭的谱系拼凑到前所未有的程度,从一级亲属(父母、兄弟姐妹)到九级远房表亲。 通过观察这些家庭中自闭症的复发情况,他们计算出大约 52% 的自闭症风险是遗传的。
匹兹堡卡内基梅隆大学统计学教授凯瑟琳·罗德尔说,这项分析的“魔力”在于,远房亲戚——其中许多人甚至互不相识——与兄弟姐妹相比,不太可能共享家庭或其他环境混杂因素。
为了确定常见变异的作用,研究人员研究了人群中 3,046 名无关个体之间共享的 50 多万个变异。 由此,他们估计常见变异约占自闭症总体风险的 49%。 这表明,只有剩余的 3% 风险来自罕见的遗传性突变。
这些计算都是估计值,具有相当大的误差率。 本月早些时候发表的一项瑞典双胞胎研究也同样将遗传基因的风险定为 54%,然而,这提高了这些数字的可信度。
都柏林圣三一学院儿童和青少年精神病学教授路易丝·加拉格尔说:“通过使用各种不同的分析方法,研究人员仍然得出了大约 54% 的相同数字。” 她没有参与这项研究。“[这项新研究]的优势在于庞大的人口样本。”
自发风险
这项新研究还计算了从头突变(未包含在遗传风险估计中)的贡献,约为 3%。 专家表示,这一计算可能被低估了。 例如,该分析仅包括在基因组编码部分发现的突变。
约翰霍普金斯大学遗传医学研究所副教授丹·阿金说,尽管如此,从头变异的贡献相对较低,但这与该领域迄今为止对它们的重视程度不符。 他没有参与这项研究。“这正在使人们回到现实,即常见变异解释了大多数自闭症风险,”他说。
所有这些遗传因素(以及先前发布的隐性突变估计值)加起来占自闭症风险的 59%。
尽管其他研究已将剩余部分指定为“环境”风险,但研究人员表示,这一类别应被视为“未解释”。 这是因为该分析没有考虑风险因素之间的相互作用——例如,常见变异和罕见变异之间,或环境对基因表达的影响。
布克斯鲍姆说,事实上,从头突变可能充当“第二次打击”,将一组常见变异推向自闭症。
他说:“常见变异和罕见变异以及遗传变异和从头变异之间的相互关系将是未来几年的大事。”
无论如何,很明显,大量样本可以改变自闭症研究——就像它们在精神分裂症研究中所做的那样。
马萨诸塞州总医院分析和转化遗传学助理教授本杰明·尼尔说,就在五年前,精神分裂症研究人员只能访问几千个基因组——这足以表明常见变异在该疾病中很重要,但不足以识别任何特定变异。
但在分析了近 40,000 个精神分裂症基因组后,一个国际研究人员联盟确定了100 多个常见变异与精神分裂症相关——其中 83 个是与该疾病的新联系。 研究人员于 7 月 21 日在《自然》杂志上发表了他们的研究结果。
尼尔说:“我们在精神分裂症中看到的轨迹表明了自闭症遗传学的未来可能会怎样——如果我们作为一个社群做出强有力的承诺来增加样本量。”