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帕金森病(PD)治疗面临挑战,现有疗法无法有效阻止疾病进展。研究人员利用多基因优先评分(PoPS)分析东亚和欧洲 PD 全基因组关联研究(GWAS)数据。他们优先确定了 46 个基因,为 PD 药物研发提供了新方向,有助于推动疾病修饰疗法的发展。
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种神经退行性疾病,在全球范围内的患病率增长迅速,给医疗系统和社会带来了巨大挑战。目前,大多数治疗策略主要是缓解症状,如左旋多巴或多巴胺激动剂治疗多巴胺缺乏,深部脑刺激调节神经同步,但这些方法都无法有效阻止疾病的进展。因此,寻找能够有效阻止疾病进程的治疗靶点,加速疾病修饰疗法的临床开发迫在眉睫。
在这样的背景下,来自美国国立衰老研究所、德国吕贝克大学、加拿大拉瓦尔大学等多个研究机构的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《npj Parkinson's Disease》上。
为了确定 PD 全基因组关联研究(genome-wide association studies,GWAS)信号背后的潜在药物靶点基因,研究人员使用了多基因优先评分(polygenic priority score,PoPS)方法。PoPS 整合了来自 MAGMA 基因水平关联和超过 57,000 个基因水平特征的全基因组信息。研究人员分析了东亚和欧洲人群的 PD GWAS 数据,通过 PoPS 评分、与 GWAS 信号的距离以及可信集中非同义变体的存在,对基因进行优先排序。
研究结果如下:
- 确定 46 个 PD 相关基因:研究人员在多个位点共优先确定了 46 个 PD 基因。这些基因包括已确定的 PD 基因,如 SNCA[1]、LRRK2[1]、GBA1[1]、TMEM175[1]和 VPS13C[1],其中一些基因的相关临床试验已经在进行中。还有文献证据支持与 PD 发病机制有潜在联系的基因,如 RIT2、BAG3、SCARB2 等。另外,一些基因虽缺乏文献证据,但通过 L2G 和 Yu2024 模型预测其可能是 PD GWAS 信号的潜在致病基因,如 SIPA1L2、SH3GL2 等。
- 确定潜在药物靶点基因:在这 46 个优先基因中,有 6 个基因(FYN、DYRK1A、NOD2、CTSB、SV2C 和 ITPKB)被确定为有前景的 PD 药物靶点。这些基因通过文献综述发现与 PD 发病机制存在合理的机制联系,如参与神经炎症、自噬和神经元变性等途径。并且针对这些基因,有的可以重新利用现有药物,有的具有开发新药的潜力。
- 发现未充分研究的基因:研究还确定了一些在 PD 研究中相对未被充分探索的基因。尽管这些基因相关研究有限,但部分基因有可能成为药物靶点,例如 XPO1、PIK3CA 等,其抑制剂已被批准用于治疗其他癌症,有望重新用于 PD 治疗。
研究结论和讨论部分指出,该研究优先确定的 46 个基因可能在 PD 发病机制中发挥重要作用,为疾病修饰疗法的开发提供了有潜力的候选靶点。与之前的基因优先排序方法相比,PoPS 整合了全基因组信息,具有一定优势。然而,该研究也存在一些局限性,如无法评估 X 染色体上的基因,未能优先确定 GCH1 基因,使用的基于距离的基因优先排序标准可能存在遗漏,且研究数据仅来自欧洲和东亚人群,可能限制研究结果的普遍性。
总体而言,这项研究为 PD 的药物研发提供了新的方向和潜在靶点,尽管还需要进一步的临床前研究和验证,但它为未来 PD 治疗的突破奠定了基础,有望推动疾病修饰疗法的发展,改善 PD 患者的治疗现状。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括:分析已发表的东亚和欧洲人群 PD GWAS 数据集;使用 Haplotype Reference Consortium(HRC)的数据构建连锁不平衡(LD)参考面板;进行变异质量控制,去除不符合标准的变异;通过 PLINK 和 COJO 软件分析,分离独立的关联信号并计算可信集;利用 MAGMA 进行基因关联测试,结合 PoPS 对基因进行优先排序;通过 GraphQL API 查询 Open Targets 平台,确定基因是否为已批准或研究中的药物靶点,并评估药物可及性;进行 PubMed 文献检索和筛选,确定基因与 PD 发病机制的潜在联系 。