新生儿 1 型糖尿病高危人群循环蛋白遗传学研究:开启儿童疾病防治新征程

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Nature Communications 14.7

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  1 型糖尿病(T1D)危害大且发病率上升,防治需求迫切。研究人员针对 T1D 开展新生儿循环蛋白遗传学研究,构建 pQTL 图谱,发现相关蛋白与 T1D 关联。该研究为 T1D 防治提供方向,助力开发新疗法。

  在健康医学领域,1 型糖尿病(T1D)是个令人头疼的难题。它是一种慢性自身免疫性疾病,常常在儿童和青少年时期发病。想象一下,那些原本充满活力、天真烂漫的孩子,却因为 T1D 的困扰,生活质量大打折扣,生命健康受到威胁,治疗费用也给家庭带来沉重负担。而且,近年来 T1D 的发病率还在不断上升,这让人们对它的防治愈发重视。
一直以来,科学家们都在努力寻找 T1D 的防治方法。以往的研究多聚焦于成人,可对于新生儿这一特殊群体,T1D 相关的研究却少之又少。成人的研究成果能否直接应用到新生儿身上,还是个未知数。并且,以往基于普通人群的研究,很可能遗漏了 T1D 特有的信号。所以,探寻新生儿 T1D 的发病机制,找到早期诊断和干预的方法,成了医学研究的重要课题。

为了解开这些谜题,来自德国亥姆霍兹慕尼黑中心(Helmholtz Zentrum München)等多个研究机构的研究人员,开展了一项极具意义的研究。他们从新生儿入手,对 695 名遗传风险较高的新生儿进行研究,构建了新生儿循环蛋白的全基因组蛋白质数量性状位点(pQTL)图谱。

这项研究成果意义非凡。它发现了 535 个 pQTL,其中 62 个是新生儿特有的。研究还表明,CTRB1、APOBR、IL7R、CPA1 和 PNLIPRP1 这 5 种蛋白质的 pQTL 与 T1D 全基因组关联研究(GWAS)信号存在共定位,孟德尔随机化分析更是揭示了这 5 种蛋白质与 T1D 病因之间的潜在因果关系。这意味着,研究人员找到了 T1D 发病机制中的关键 “线索”,为开发预防和治疗 T1D 的新药物、新疗法指明了方向。该研究成果发表在《Nature Communications》上,引起了科学界的广泛关注。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是基因分型技术,通过 Illumina Infinium Global Screening Array - 24(GSA)芯片对新生儿进行基因分型,经过一系列严格的质量控制(QC)步骤,最终得到高质量的基因数据。其次是蛋白质检测技术,利用 Olink Explore panel 从新生儿干血斑中检测循环蛋白水平,同样进行了细致的质量控制,确保数据准确可靠。最后,运用了多种数据分析方法,如全基因组关联分析、共定位分析和孟德尔随机化分析等,深入挖掘基因与蛋白、蛋白与疾病之间的关系。

下面来看具体的研究结果:

  • 新生儿血液 pQTL 图谱:研究人员通过对 1985 种蛋白质进行全基因组关联分析,在全基因组显著性阈值(5×10?8)下,鉴定出 535 个 pQTL,其中 352 个为顺式(cis)pQTL,183 个为反式(trans)pQTL 。部分蛋白质存在多个独立的顺式信号,显示出复杂的调控机制。研究还发现,与成人 pQTL 研究相比,新生儿 pQTL 大多能在成人研究中重现,但有 12% 似乎是新生儿血液样本或 T1D 高风险儿童所特有的。新发现的 62 个 pQTL 中,有 4 个顺式 pQTL 涉及胰岛素信号通路相关基因,如 HRAS 和 AKT2 。
  • 新生儿 pQTL 与成人 pQTL 和 eQTL 数据集的比较:研究人员通过查询 GTEx 和 eQTLGen 数据库,发现新鉴定的 4 个顺式 pQTL 此前均与相应基因的表达水平相关。同时,对比 Olink 和 SomaScan 两种技术检测的蛋白质水平,发现重复和新发现的 pQTL 信号在两种技术间的相关性相似。此外,新发现的 pQTL 在不同人群中的次要等位基因频率(MAF)差异不大,且与英国生物银行(UKBB)的效应大小相关性较高。在 UKBB 的 T1D 亚组中,研究人员还成功复制了 3 个反式 pQTL 结果。
  • 与 T1D 信号的共定位和因果推断:研究人员进行了共定位分析,发现 CTRB1、APOBR、IL7R、CPA1 和 PNLIPRP1 这 5 种蛋白质的 pQTL 与 T1D GWAS 信号存在共享的因果风险变异。孟德尔随机化分析进一步证实,这些蛋白质的遗传预测水平与 T1D 存在潜在的因果关联。

研究结论和讨论部分再次强调了研究的重要意义。研究人员成功构建了新生儿血液 pQTL 图谱,发现了新的 pQTL,并揭示了部分蛋白质与 T1D 的潜在因果关系。这为早期识别 T1D 生物标志物提供了可能,有助于优化遗传风险评分,从而更好地筛选出 T1D 高风险新生儿,实现早期干预和疾病预防。不过,研究也存在一些局限性,如因果关联的确定主要基于统计分析,实验验证不足;研究对象均为 T1D 高风险新生儿,可能忽略了健康新生儿的相关信号;技术上也存在一些影响因素,如翻译后修饰和表位修饰变异可能干扰实验结果。但总体而言,这项研究为 T1D 的防治开辟了新道路,未来还需要更多的研究来进一步验证和完善这些发现,推动 T1D 防治领域的发展。

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