【昊閱讀】藥物基因組學(xué)經(jīng)典文章：WES+目的區(qū)域測(cè)序技術(shù)組合拳發(fā)揮優(yōu)勢(shì)

發(fā)稿時(shí)間：2019-06-06來(lái)源：天昊生物

精神分裂癥是一類病因未明的重性精神障礙，抗精神病藥物治療是精神分裂癥首選的治療措施，但藥物效果卻個(gè)體差異很大。今天，小編就和大家一起學(xué)習(xí)一篇由四川大學(xué)華西醫(yī)院團(tuán)隊(duì)完成的藥物基因組文章，該團(tuán)隊(duì)采用隨機(jī)臨床試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，納入超過(guò)3000例精神分裂癥患者并進(jìn)行了6周短期藥物治療療效評(píng)估；遺傳角度采用全外測(cè)序和目的區(qū)域測(cè)序技術(shù)結(jié)合，最終確定治療響應(yīng)差的精神分裂癥患者，其谷氨酸系統(tǒng)相關(guān)基因通路（reduced NMDA synaptic currents)富集了更多的罕見(jiàn)有害突變。這一研究提示基因組背景對(duì)精神疾病藥物療效的重要作用。

英文題目：Effect of Damaging Rare Mutations in Synapse-Related Gene Sets on Response to Short-term Antipsychotic Medication in Chinese Patients With Schizophrenia
A Randomized Clinical Trial

中文題目：突觸相關(guān)基因功能損傷罕見(jiàn)突變對(duì)中國(guó)精神分裂癥患者短期抗精神病藥物療效的影響

一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)

發(fā)表雜志：《JAMA Psychiatry》（IF=16.6）

發(fā)表時(shí)間：2018-11-7

研究背景

• 精神分裂癥是一類常見(jiàn)的慢性精神障礙疾病，通常起病于青春期后期或成年早期，多伴隨終身，嚴(yán)重?fù)p害患者的社會(huì)功能與生存質(zhì)量
• 精神分裂癥患者的臨床管理主要靠抗精神病藥物，但是患者個(gè)體差異造成的抗精神病藥物藥效差異的具體機(jī)制尚不明確
• 特定基因或基因集中的罕見(jiàn)變異也許可以定義一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)藥物治療方法相對(duì)無(wú)響應(yīng)的疾病亞型

研究方法

納入精神分裂癥患者接受 6周 (短期) 抗精神病藥物治療，選取響應(yīng)極佳和極差的2組患者進(jìn)行初步的全外顯子測(cè)序篩查, 并從中選擇了的一組候選基因, 后續(xù)采取目的區(qū)域測(cè)序在另一組樣本中進(jìn)行驗(yàn)證。

圖：臨床試驗(yàn)流程圖

研究結(jié)果

•  基線入組3023例患者，2336 (77.3%) 例樣本獲得DNA樣本。316例患者(156 best responders and 160 nonresponders)  (10.5%) 完成WES檢測(cè)并通過(guò)質(zhì)控， 1920 (63.5%)例用于第二階段驗(yàn)證試驗(yàn)。
• 經(jīng)過(guò)質(zhì)控，外顯子測(cè)序共獲得154 332個(gè)蛋白編碼區(qū) SNV ，包括103個(gè)(0.1%) 終止子缺失變異，1534 (1.0%)終止子獲得變異，669 (0.43%) 剪切位點(diǎn)變異，89 442 (58.0%)個(gè)錯(cuò)義突變和62 584 (40.6%)同義突變。
• 對(duì)于WES測(cè)序數(shù)據(jù)中MAF大于5%的SNP，研究者進(jìn)行了常見(jiàn)變異關(guān)聯(lián)分析，但沒(méi)有位點(diǎn)達(dá)到全基因組顯著性水平（P<5*10-8）。
• 基因關(guān)聯(lián)分析：基于WES數(shù)據(jù)，9900個(gè)基因至少含有2個(gè)或以上破壞性的錯(cuò)義突變?；诨虻母患治?，沒(méi)有基因顯著和藥物響應(yīng)相關(guān)（滿足多重矯正后顯著性水平P < 5.05 × 10-6 ）。針對(duì)于6個(gè)候選基因的富集分析提示，這些基因與藥物響應(yīng)相關(guān)(P < .05)：(GRID1 [OMIM 610659],ZNF804A [OMIM 612282], NRXN1 [OMIM 600565], CYP2J2[OMIM 601258], GABRA6 [OMIM 137143], and GRM7 [OMIM 604101]) 。
• 基因集關(guān)聯(lián)分析：針對(duì)MGI, Reatome和KEGG來(lái)源的79個(gè)神經(jīng)元-或突觸相關(guān)基因集，研究者進(jìn)行了基于罕見(jiàn)破壞性錯(cuò)義突變的負(fù)荷分析，最終三個(gè)候選基因集表現(xiàn)出藥物無(wú)響應(yīng)患者比藥物響應(yīng)極佳的患者攜帶更多罕見(jiàn)變異(P< 0.05)（下表）： N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA)–介導(dǎo)的突觸電流減少 (基因總數(shù)13個(gè); 藥物無(wú)響應(yīng)患者攜帶罕見(jiàn)變異42個(gè)VS藥物響應(yīng)極佳患者攜帶罕見(jiàn)變異19個(gè))；AMPA (α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)-介導(dǎo)的突觸電流減少 (基因總數(shù)17個(gè); 藥物無(wú)響應(yīng)患者攜帶罕見(jiàn)變異36個(gè)VS藥物響應(yīng)極佳患者攜帶罕見(jiàn)變異14個(gè))和AMPA (α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)-介導(dǎo)的突觸電流異常 (基因總數(shù)12個(gè))

• 第二階段1999例樣本的目的區(qū)域測(cè)序共涉及78個(gè)候選基因，包括： GRID1, GRM7, ZNF804A; WES檢測(cè)獲得的三個(gè)基因集內(nèi)的34個(gè)候選基因; 41個(gè)研究組感興趣的基因。最終，1920例患者的5009 個(gè)變異通過(guò)質(zhì)控，進(jìn)行后續(xù)的基因關(guān)聯(lián)分析和基因集關(guān)聯(lián)分析，表型為PANSS總分的降低率。針對(duì)單個(gè)基因，沒(méi)有基因顯著和表型相關(guān)（adjusted P > .05），但基因集：N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA)–介導(dǎo)的突觸電流減少與表型相關(guān)，且顯著P = .009。

研究結(jié)論

本研究是迄今為止最大的探究抗精神病藥物藥效的測(cè)序研究。本研究提示，療效不好的精神分裂癥患者在N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA)–介導(dǎo)的突觸電流減少和AMPA (α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)-介導(dǎo)的突觸電流減少通路富集了更多的罕見(jiàn)有害突變。