全基因组测序揭示汉族家族性静脉血栓栓塞患者的致病遗传变异:解锁东亚人群 VTE 遗传密码

【字体: 时间:2025年04月13日 来源:Communications Biology 5.2

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  为探究静脉血栓栓塞(VTE)遗传因素,尤其是东亚人群中罕见变异的作用,研究人员对 35 个汉族 VTE 家系进行全基因组测序(WGS)并验证。结果发现经典基因只能解释部分家系,还鉴定出多个潜在致病新变异。该研究为 VTE 遗传研究及精准诊疗提供重要依据。

  在医学领域,静脉血栓栓塞(Venous Thromboembolism,VTE)一直是备受关注的健康难题。它涵盖了肺栓塞(Pulmonary Embolism,PE)和深静脉血栓形成(Deep Vein Thrombosis,DVT),是一种受遗传和环境因素共同影响的多因素疾病 。过去十年间,VTE 在全球的发病负担持续攀升,北美地区发病率约为每 10 万人中 300 例,然而亚洲国家的发病率却低得多,仅为每 10 万人中 10 - 30 例,大约是西方发病率的 1/3 - 1/5,这种差异背后的原因尚不清楚,可能涉及遗传结构和环境因素的复杂相互作用。
尽管已知一些经典的遗传风险因素,如 F2、F5、PROC、PROS1 或 SERPINC1 等基因的变异常出现在 VTE 患者中,但仍有很大一部分遗传风险无法解释,这意味着还有其他尚未被发现的遗传决定因素。此前的高通量测序和全基因组关联研究(Genome - Wide Association Studies,GWAS)虽然发现了许多新的遗传风险因素,尤其是与 VTE 易感性相关的常见变异,但这些研究大多聚焦于无亲缘关系的人群和常见变异,对罕见遗传变异的探索十分有限。而且,以往关于 VTE 的遗传学研究多以白种人为中心,在大规模、多样化的家族研究方面存在显著空白。例如,Factor V Leiden(F5 rs6025)和 Prothrombin G20210A(F2 rs1799963)等变异在白种人中较为常见,但在汉族人群中却很少见 。因此,开展针对非西方人群,特别是东亚人群的全面遗传研究,识别特定种族的罕见变异,显得尤为迫切。

为了解决这些问题,中国医学科学院等多家机构的研究人员开展了一项重要研究。他们对 35 个汉族 VTE 家系的 216 名个体进行了全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS),并在 99 例具有高遗传风险的无亲缘关系 VTE 患者中进行验证。该研究成果发表在《Communications Biology》上,为深入理解 VTE 的遗传机制带来了新的曙光。

研究人员开展此项研究运用了多种关键技术方法。样本方面,研究队列包含来自 35 个汉族 VTE 家系的 216 名个体(87 例 VTE 患者和 129 名未患病家庭成员),以及从中国肺血栓栓塞注册研究(CURES)数据库选取的 99 例无诱因、无亲缘关系的 VTE 患者。技术上,对家系成员进行 WGS(深度>40x),对验证队列进行全外显子测序(Whole Exome Sequencing,WES,深度>100x) 。测序后,通过一系列严格的质量控制和筛选流程,如利用 FastQC、Trimmomatic 等工具处理原始数据,依据 GATK 最佳实践流程进行变异检测和过滤,最终筛选出与 VTE 相关的遗传变异。

研究结果如下:

  1. VTE 患者的临床特征:在 35 个 VTE 家系中,共招募了 87 例 VTE 患者和 129 名未受影响的成员。患者发病年龄有两个高峰,分别在 21 - 30 岁和 51 - 60 岁,约三分之二的患者在 50 岁前首次发病。男性 VTE 的遗传度高于女性。患者的临床表现多样,44 例(51%)为 DVT,13 例(15%)为 PE,23 例(26%)为 PE 合并 DVT,7 例(8%)发生在罕见部位。27 例(31%)患者存在诱发因素,最常见的是妊娠或产后。随访发现,18 例(21%)患者 VTE 复发,3 例患者被诊断为慢性血栓栓塞性肺动脉高压(Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension,CTEPH)。
  2. 经典基因与家族遗传的关系:研究人员根据筛选策略,在 5 个经典 VTE 相关基因中鉴定出 22 个变异,这些变异解释了 20 个家系(57%)的遗传易感性,并通过 Sanger 测序在所有可用的家系样本中进行了验证。其中,SERPINC1 是主要的致病基因,影响了 9 个家系;PROS1 和 PROC 变异分别在 7 个和 3 个家系中被鉴定出来。然而,约一半的家系无法用已知的 VTE 致病基因解释。
  3. 非经典基因的作用:其他非经典基因能够解释 14 个(40%)经典基因无法解释的家系。这些非经典基因在 VTE 复发和 CTEPH 发展方面,与经典基因表现出相似的关联。总体而言,36 个罕见变异解释了 34 个家系(97%),其中 29 个变异为首次报道。
  4. 新的潜在致病变异:研究中特别值得关注的是,发现了 3 个新的变异(GP6 c.G1094A:p.R365H、TET2 c.G3451T:p.E1151X 和 JAK2 c.G380A:p.G127D),每个变异都在 2 个家系中出现。功能分析显示,表达 TET2 突变体(TET2 - MT)和 GP6 突变体(GP6 - MT)的细胞,与各自的野生型相比,蛋白质表达水平有显著变化。虽然 JAK2 突变在实验中未影响蛋白质表达,但先前研究表明它与 VTE 易感性增加有关。

研究结论和讨论部分指出,该研究是目前针对中国 VTE 人群中罕见变异进行的最大规模的 WGS 分析。研究确定了 SERPINC1、PROS1 和 PROC 是主要的遗传风险决定因素,同时发现了多个非经典基因,它们在解释经典基因未覆盖的家系方面发挥了重要作用,并且在 VTE 复发和 CTEPH 发展方面与经典基因具有相似的关联。此外,研究还揭示了 TET2、GP6 和 JAK2 等潜在的新致病基因,拓展了当前对影响 VTE 易感性遗传因素的认知。从临床角度看,这些遗传发现为推进 VTE 管理的精准医学方法提供了重要依据,有助于 VTE 风险分层和治疗优化,能够更早地识别高风险个体,制定更具针对性的干预措施和个性化管理策略,从而提高 VTE 患者的护理精度和效果。该研究为将遗传信息整合到临床实践中奠定了基础,有望推动 VTE 诊疗领域的重大进步。
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