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

發(fā)稿時間：2019-06-06來源：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)院團隊完成的藥物基因組文章，該團隊采用隨機臨床試驗的試驗設(shè)計，納入超過3000例精神分裂癥患者并進行了6周短期藥物治療療效評估；遺傳角度采用全外測序和目的區(qū)域測序技術(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)富集了更多的罕見有害突變。這一研究提示基因組背景對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)基因功能損傷罕見突變對中國精神分裂癥患者短期抗精神病藥物療效的影響

一項隨機臨床試驗

發(fā)表雜志：《JAMA Psychiatry》（IF=16.6）

發(fā)表時間：2018-11-7

研究背景

• 精神分裂癥是一類常見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，嚴重損害患者的社會功能與生存質(zhì)量
• 精神分裂癥患者的臨床管理主要靠抗精神病藥物，但是患者個體差異造成的抗精神病藥物藥效差異的具體機制尚不明確
• 特定基因或基因集中的罕見變異也許可以定義一個對標準藥物治療方法相對無響應(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組患者進行初步的全外顯子測序篩查, 并從中選擇了的一組候選基因, 后續(xù)采取目的區(qū)域測序在另一組樣本中進行驗證。

圖：臨床試驗流程圖

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檢測并通過質(zhì)控， 1920 (63.5%)例用于第二階段驗證試驗。
• 經(jīng)過質(zhì)控，外顯子測序共獲得154 332個蛋白編碼區(qū) SNV ，包括103個(0.1%) 終止子缺失變異，1534 (1.0%)終止子獲得變異，669 (0.43%) 剪切位點變異，89 442 (58.0%)個錯義突變和62 584 (40.6%)同義突變。
• 對于WES測序數(shù)據(jù)中MAF大于5%的SNP，研究者進行了常見變異關(guān)聯(lián)分析，但沒有位點達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個基因至少含有2個或以上破壞性的錯義突變?；诨虻母患治?，沒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 ）。針對于6個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MGI, Reatome和KEGG來源的79個神經(jīng)元-或突觸相關(guān)基因集，研究者進行了基于罕見破壞性錯義突變的負荷分析，最終三個候選基因集表現(xiàn)出藥物無響應(yīng)患者比藥物響應(yīng)極佳的患者攜帶更多罕見變異(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; 藥物無響應(yīng)患者攜帶罕見變異42個VS藥物響應(yīng)極佳患者攜帶罕見變異19個)；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; 藥物無響應(yīng)患者攜帶罕見變異36個VS藥物響應(yīng)極佳患者攜帶罕見變異14個)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)

• 第二階段1999例樣本的目的區(qū)域測序共涉及78個候選基因，包括： GRID1, GRM7, ZNF804A; WES檢測獲得的三個基因集內(nèi)的34個候選基因; 41個研究組感興趣的基因。最終，1920例患者的5009 個變異通過質(zhì)控，進行后續(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。針對單個基因，沒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有害突變。