今天发表在《细胞》杂志上的一项研究表明,CHD8 基因是一种调节 DNA 结构的基因,是迄今为止最接近“自闭症基因”的物质。
携带此基因突变的人都具有相同的症状群,包括头部较大、便秘和特征性面部特征;几乎所有人也都患有自闭症。
自闭症以其异质性而闻名,可能涉及数百个基因的突变。通常,研究人员首先研究具有相似症状的人,然后反向研究以确定导致这些症状的原因。但这种方法并没有特别有效。
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首席研究员拉斐尔·伯尼尔说:“我们长期以来一直试图仅根据行为来识别自闭症的亚型,但我们在这方面做得非常糟糕。”拉斐尔·伯尼尔是西雅图华盛顿大学精神病学副教授。
反向方法——即从所有基因突变相同的人开始,并描述他们的症状——可能被证明对于简化自闭症的复杂性更有用。
华盛顿大学基因组科学教授埃文·艾希勒说,例如,识别自闭症亚型可能有助于研究人员开发针对特定原因量身定制的药物,他是这项研究的遗传学方面的负责人。“我认为最重要的认识是,并非所有的自闭症都是相同的,”他说。
研究人员最早在 2012 年2,3将CHD8 与自闭症联系起来。他们在九名自闭症患者中发现了该基因的突变,但在其未受影响的家庭成员中没有发现。在自闭症组中,CHD8 中的从头突变或自发突变的人数是任何其他基因中从头突变人数的两倍多。
在新的研究中,研究人员对 3,730 名患有自闭症或发育迟缓的儿童的 CHD8 进行了测序,并在该基因中发现了另外八个突变。他们在近 9,000 名对照组的基因中没有发现突变。
纽约市西奈山伊坎医学院的约瑟夫·布克斯鲍姆领导的一个独立团队在自闭症患者身上又发现了七个 CHD8 突变。该团队尚未公布数据。
老派遗传学
到目前为止,仅确定了大约二十几个人,CHD8 的突变似乎很罕见。尽管如此,该基因与自闭症的联系是明确的。
伊利诺伊大学芝加哥分校精神病学教授埃德温·库克说:“突变的意义非常重大。”他没有参与这项研究。
为了描述 CHD8 突变患者的症状,伯尼尔和他的同事邀请了八名此类个体及其家人在华盛顿大学度过两天。研究人员将他们对这些人的观察与关于另外七名无法来到大学的个体的详细临床报告相结合。
在这 15 人中,有 13 人被明确诊断为自闭症。其余两人是一位 40 岁的妇女,她被诊断出患有智力障碍,并且从小就被送进机构;另一位是被诊断出患有智力障碍和注意力缺陷多动障碍的男孩。
伯尼尔说:“这些可能是被遗漏的自闭症病例。”他无法诊断参与者,因为他们住在国外。他说,特别是成年人可能患有未确诊的自闭症,因为他们在儿童时期对这种疾病的认识较少。“我的结论是,如果你有这种[突变],就会出现重大问题,而且绝大多数情况下是自闭症。”
其他人对这种联系持更为谨慎的态度。
库克指出,在 CHD8 突变患者中,自闭症的比例很高,但这研究人员从已知患有自闭症的人的数据库中识别出了九人。他说,当研究人员在其他诊断的人中寻找 CHD8 突变时,自闭症的患病率可能会下降。
就症状而言,参与者之间也具有惊人的相似之处。研究中第一个突变女孩具有不寻常的面部特征和明确的自闭症症状,例如缺乏眼神交流——伯尼尔将其称为“在大厅里就能诊断出来”。女孩的父母抱怨她严重的胃部不适,以及她会连续几天不睡觉。
几天后,伯尼尔遇到了第二个突变儿童。这个男孩也有明显的自闭症迹象、严重便秘并且无法入睡。他的面部特征看起来与那个女孩非常相似。“他可以冒充她的兄弟姐妹,”伯尼尔说。
随着越来越多的突变患者到来,伯尼尔的团队意识到他们中的大多数人都有眼距宽、耳朵大、前额和鼻子宽阔的特征。在 15 人中,12 人头部增大,12 人有胃肠道问题(特别是 9 人有便秘),10 人有睡眠问题。
许多与自闭症相关的单基因脑部疾病的特征是智力障碍,但近一半的 CHD8 突变患者的智商在正常范围内。
克利夫兰诊所儿童中心自闭症中心主任托马斯·弗雷泽说:“这个亚组具有非常明显的表型。”他没有参与这项研究。他说,临床医生可能能够通过这些特征来识别患有这种自闭症亚型的人。
为了进一步研究这些突变,研究人员阻止了斑马鱼胚胎中该基因的表达。鱼的眼睛最终变大,并且比对照组多花几个小时才能将荧光颗粒沿着消化道移动。突变鱼的肠道神经元数量也只有对照组的一半左右。
这些观察结果与 CHD8 突变患者中消化问题的普遍性相符。“这立即告诉我,这不是 15 个人身上发生的奇怪的事情,”弗雷泽说。“这是一个真实的生物学现象,我们应该关注它。”
研究人员正在寻找更多患有 CHD8 突变的人。艾希勒和他的团队可以访问来自全球近 15,000 名患有自闭症或其他发育障碍的人的序列。他们掌握了这些人的临床信息,并获得联系他们及其家人的许可——这在大型遗传学研究中是罕见的优势。
艾希勒说:“魔鬼在于细节,而这正是我们需要做的——深入一线,真正与家庭合作。”
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