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基因检测技术可以帮助预防自闭症?

首页 » 研究 » 检验 1970-01-01 转化医学网 赞(7)
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导读
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近几年来,自闭症引起了人们的广泛关注,其主要原因是由于自闭症发病率很高,并且能对患者造成较大的医疗、社会关系、经济和情感负担,严重影响了患者及其家庭的生活质量。过去20年以来,自闭症的发病率与患病率急剧上升,虽然有一部分增长的主要原因在于诊断术语和诊断标准的改变,但是人们越来越接受这一现状。<!--more-->

DNA微阵列技术与外显子组测序技术可以分别用于检测病理性拷贝数变异与点突变,这两项技术在确定自闭症的遗传因素方面取得了极大的进展。最近有研究证实,患者父亲的年龄与新生点突变的发生有关,因此父亲年龄是自闭症的危险因素之一;现在通过下一代测序就可以检测出这些新生点突变。然而,尽管创伤性产前诊断技术可以用于检测后代的CNV情况,但是对于所有的引起自闭症的病理性CNV与点突变而言,现在尚没有明确的或有疗效的治疗方法。Novarino等人在多个血缘家庭中使用外显子组测序技术,发现了一种与自闭症、癫痫症和智力障碍有关的先天性代谢障碍,它的临床症状有可能能被治疗,甚至还可能被治愈。

实证结果表明,自闭症患者的临床表征越严重复杂,就越有可能检测到其体内携带的致病性突变。大多数病情较严重的自闭症患者也会出现智力障碍,这种智力障碍的病因与通常所说的智力障碍有很多相同之处。

最近有遗传学研究指出,已经找到了数百个不同的病理性CNV基因座和突变时可引起自闭症的基因,这就说明自闭症具有极其明显的遗传异质性。另一项遗传学研究也发现,即便个体携带有相同的基因型(无论是CNV还是点突变),他们也会出现各种不同的表型,包括自闭症、智力障碍、精神分裂症、躁郁症与癫痫症;单个患者身上就可能会出现多种表型的组合(基因表现度不一致),但携带这些基因型的个体也有可能完全没有外显率(无症状)。

Novarino等人在编码支链酮酸脱氢酶激酶(BCKDK)的基因上发现了一个点突变。BCKDK可以使一种能将支链氨基酸转换为相应酮酸的复合酶失去活性。因此,BCKDK缺乏将会使支链氨基酸无限制地降解和消耗;而这种情况与枫糖尿病患者体内的代谢问题完全相反(由于复合酶缺乏,引起支链氨基酸及其代谢产物等毒物在体内不断累积)。BCKDK缺乏的小鼠模型会出现类似的代谢异常和神经行为紊乱;通过饮食补充支链氨基酸后,小鼠的症状得到了改善。

假设如果能够及时预防BCKDK缺乏症,而不是在发病后进行弥补,那么就需要探索新生儿疾病筛检办法。新生儿疾病筛检已经能够检测出50多种先天性代谢障碍,它在可治性疾病的应有价值极其有益。

目前尚不清楚新生儿疾病筛检方法是否也能轻松地检测出BCKDK缺乏症。BCKDK缺乏症的新生儿筛检方法可能需要检测血浆中支链氨基酸与其他氨基酸的比例,抑或检测支链氨基酸与其各自酮酸的比例。如果有必要的话,可能还需要用到序列分析技术。我们此时假定BCKDK缺乏症是非常罕见的,但是新生儿疾病筛检却可能会给出相反的结论,证明可能普遍存在轻度BCKDK缺乏症。另一种迅速发展的遗传学策略是全面筛查常染色体隐性突变或X染色体突变的携带者。通过全面筛查携带者,我们就能尽早警示夫妻双方(甚至在其怀孕之前),他们有四分之一的可能性会生出携带相关遗传突变的后代。随后他们就会考虑是否将胚胎植入前遗传学诊断技术作为后备选择,植入未受到遗传变异影响的胚胎。

BCKDK缺乏症并不是首个发现的、与自闭症相关的先天性代谢障碍。最近有研究表明,肉毒碱生物合成不足可能也是自闭症的一个危险因素。编码三甲基赖氨酸羟化酶ε(TMLHE)的基因位于X染色体上,它编码的TMLHE酶是肉毒碱生物合成通路上的第一个酶。TMLHE缺乏症的新生儿筛检方法比较简单明了,主要依据为三甲基赖氨酸的浓度增加、其他代谢产物的浓度减少,但是大多数检测出来的婴儿在没有接受干预性治疗的情况下,也可能成长为正常成人。研究者们指出,肉毒碱代谢异常(包括摄入、消耗、转运或合成异常)对大多数无畸形表征的自闭症的发病至关重要。

另一种自闭症类型的假说。我们所提出的另一种自闭症类型的主要特征是:男性中多见,占所有自闭症的10%到20%。

这两种新发现的先天性代谢障碍(BCKDK缺乏症与肉毒碱缺乏症)可能有一些共同特征。这两种代谢障碍的体格检查结果通常是正常的,没有明显的生理缺陷(大多数先天性代谢障碍也是如此)。两种代谢障碍都会使神经元缺乏相应的必需营养素。人们普遍认为营养不良可引起智力障碍;如果大脑缺乏某些特殊的营养成分(例如支链氨基酸或肉毒碱),有可能还会引起突触发育异常。母亲孕期时遭遇饥荒,会增加后代的精神分裂症患病风险。

自闭症患者中出现行为能力或学习能力退化的机制之一,是神经元缺乏这两种营养素中的任意一种。从这一角度出发,膳食摄入、感染、引起营养成分流失的其它因素以及血脑屏障运输能力的改变等,都成为了研究者们感兴趣的机制。最近有一项双胞胎研究进一步证实,除了遗传因素以外,双胞胎共同的环境因素也参与了自闭症的发病。研究者们对这两种代谢障碍的患者脑脊液中代谢产物的水平十分感兴趣,但是目前还没有相关数据。我们非常有必要对自闭症患者的脑脊液进行深入的代谢组学分析,因为这可能会发现其它的、可治疗或可预防的自闭症类型。

<br/>来源:生命奥秘
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