2019年6月20日

专家讨论RNA在罕见疾病诊断中的作用

一个人的遗传构成或基因组可以揭示其生物学的重要而密切的细节。现在,科学家们证明了RNA(一种鲜为人知的DNA分子表亲)本身具有强大的功能,可以提供人们对DNA所无法比拟的罕见人类疾病的见识。医学院病理学和遗传学副教授斯蒂芬·蒙哥马利(Stephen Montgomery)博士是利用RNA来鉴定罕见病的原因的科学家之一。

在6月3日发表于 自然医学,蒙哥马利和他的同事描述了RNA测序或转录组学如何帮助确定罕见疾病的遗传根源。而DNA的测序 可以揭示出生时出现的某些突变或基因异常,RNA转录组显示当这些基因打开或表达时会发生什么,以及我们的环境如何影响我们基因的激活和表达水平。

科学作家Hanae Armitage与蒙哥马利(Montgomery)谈了他在转录组学方面的工作,其在疾病诊断中的作用以及他和他的团队能够利用RNA的见解进行鉴定的一些罕见疾病。

1.什么是转录组学?

蒙哥马利:我们可能都知道DNA构成了我们所有的基因。但是为了使这些基因真正起作用,它们的遗传密码被用来制造对人体有用的分子,例如蛋白质。在此过程中,有一个中间步骤,即表达基因的DNA,然后将其转化为称为信使RNA的分子。该mRNA提示我们个体中哪些基因具有活性。作为一个整体收集,这些mRNA分子形成转录组。它使我们能够研究特定细胞或特定生物学状态下所有基因的活性。例如,我们可以使用一个人的血液样本来确定在任何给定时间(例如当他或她正经历一种奇怪的医学症状时)哪些基因处于活跃状态。但是,与DNA更像是人类生物学的静态蓝图的DNA不同,mRNA是动态的。根据人们的行为(烟,吃高脂食物,奔跑等等),它可以改变基因的表达方式,我们可以使用这些表达方式来破译各种不同的健康风险或暴露。

2.您如何利用转录组学对难以诊断的疾病进行归零?

蒙哥马利:现在,通过基因组测序,我们可以识别DNA中的小缺陷,例如突变,这种突变被广泛称为基因变异。但是我们所有人都有各种各样的基因变异,而且并非所有人都不好。有些没有任何作用。通过转录组测序,我们可以查看那些基因,变体及所有基因是否正常运行。有时候,一个看起来像其DNA水平一样好的基因实际上正在发生故障,例如产生过多或过少的蛋白质。我们可以从转录组中检测到这一点。

因此,在评估患者的转录组时,我们关注的两件事是基因表达水平以及该水平与健康个体水平的比较方式,以及所谓的剪接,这就是转录本的原始顺序转录后的RNA片段-拼凑成正确的mRNA序列。

3.您能否举一个例子说明转录组学帮助确定罕见疾病的原因吗?

蒙哥马利:我们有一位女性,她的正常发育出现问题。正常发育直至18个月后,她开始出现头部控制和语言障碍;在21个月时,她开始出现震颤。在22个月时发作。因此,我们进行了DNA测序,发现了大约110个可能导致该问题的不同基因。但是通过添加来自她的转录组的信息,我们最终得以归巢于一个特定基因,因为我们看到了mRNA的特定异常。我们发现异常反映了文献中有关异常mRNA模式的知识,这些异常mRNA模式可能导致与她相似的症状。因此,使用转录组可以使我们将大量候选基因缩小为一个,这给了我们真正的吸引力。我们希望在将来,随着该领域的不断发展,我们将能够利用这些信息来开发新的基因治疗方法。

4.转录组数据多久会诊断出一种罕见疾病?

蒙哥马利:通过基因组测序,我们可以为那些未被诊断的人找到有前途的基因候选者 30%到50%的时间。在那之后,人们可能需要经历各种不同事物的诊断迷宫,才能弄清正在发生的事情。可能有一个环境因素在影响他们的疾病。也许他们的疾病涉及多个基因。这些人面临着疾病解释的下一步。因此,在这项研究中,我们问道:“如果我们使用转录组测序并将其应用于真正广泛的疾病中,我们可以帮助多少人找到诊断或更详细的信息来了解引起疾病的原因?”我们发现,对于另外8%的患者,我们可以找到他们的病因,而对于另外17%的患者,我们可以缩小候选者的范围 了解他们背后的原因 。因此,总体而言,就更接近于诊断而言,大约有四分之一的案例得到了改善。我们认为这仅仅是可能的下限。

5.您如何看待这种方法适合医疗保健?

蒙哥马利:这个领域的科学家真的在考虑如何才能创造和使用对人类影响最大的技术,而不仅仅是针对少数几个人。的确,某些测序技术仍然非常昂贵,但是在过去20年中,尤其是在过去的十年中,我们已经看到了基因组测序成本的急剧下降。现在要对单个转录组进行测序要花费几百美元。我的期望是,这些方法将继续变得更便宜和更容易获得,尤其是随着研究人员和医生继续在临床中证明这些方法的价值和实用性。

此外,我认为公众将不仅习惯于了解他们的基因组和DNA变异,而且会习惯于这样的事实,即他们的基因组功能输出中包含有价值的信息,例如mRNA和蛋白质。这样可以提供有关他们所居住的环境, ,它们如何对某些药物起反应,我们目前还没有好的检测方法。我认为将来,人们会在一生中多次对其转录本进行测序,就像在临床就诊时可能会测量其血细胞计数一样。我认为想象一下,医生将能够访问 更常规地了解患者情况,以更好地为患者提供护理。



更多信息: 使用血液转录组测序和大型对照人群鉴定罕见病基因, 自然医学 (2019)。 DOI:10.1038 / s41591-019-0457-8
期刊信息: 自然医学

引文: 专家讨论RNA在罕见疾病诊断中的作用(2019年6月20日) 2020年10月29日检索 from //xasqxhb.com/news/2019-06-expert-discusses-rna-role-rare.html
本文件受版权保护。除了出于私下学习或研究目的进行的任何公平交易外, 未经书面许可,不得复制部分内容。内容仅供参考。

用户评论