változatai

  • Tárgyak
  • Összegzés
  • Bevezetés
  • Anyagok és metódusok
  • Felfedezési minta
  • Genotipizálás
  • statisztikai elemzés
  • Bioinformatikai elemzés.
  • Replikációs minták
  • Pszichiátriai Genomikai Konzorcium (PGC)
  • Erasmus Rucphen családi tanulmány (ERF)
  • Eredmények
  • Pályaelemzés
  • Vita
  • Kiegészítő információk
  • Word dokumentumok
  • Kiegészítő információk

Tárgyak

  • Autizmus spektrum rendellenességek
  • Teljes genom társulási vizsgálatok

Összegzés

Bevezetés

Az autizmus spektrum zavara (ASD) egy neurodevelopmentális rendellenesség, amelyet a társas kommunikáció és a társas interakció hiányai, valamint a tevékenységek és a viselkedés korlátozott és ismétlődő mintái jellemeznek, korai fejlődéssel. 1 Az ASD azonban klinikai kritériumokon alapuló pszichiátriai diagnózis, és ezeknek a jellemzőknek a súlyossága olyan kvantitatív jellemzőkként mérhető, amelyek az egész populációra kiterjedő folytonosságot jelentenek, az ASD pedig az eloszlás legvégső végén található. 2 Egyéb kapcsolódó, de nem alapvető jellemzők az értelmi fogyatékosság, a figyelemzavar és az orvosi kísérő betegségek. 3 Az ASD prevalenciáját 62/10 000 4-re becsülik, a fiúk és a lányok arányával

Bár a közös változatok egyéni hatása szerény, együttes hatásuk jelentős lehet. 25 Ebben a tanulmányban az egyes variánsok ASD-ben kifejtett hatásának értékelése mellett egy gén több egyedi változatának együttes hatását értékeltük egy genom egészére kiterjedő génalapú asszociációs elemzésben egy belga flamand kohortból származó, genotipizált ASD-s betegeknél. sűrű genotipizáló mátrixban.

Anyagok és metódusok

A tanulmány tervezésének és munkafolyamatának áttekintését az S1 kiegészítő ábra szemlélteti.

Felfedezési minta

A felfedező minta 160 nukleáris belga flamand családból állt (657 egyén; S2 kiegészítő táblázat). A családokat toborozták a prospektív tanulmányban való részvételre a leuveni Autizmus Szakértői Központon (RCT) keresztül. Az összes próba a toborzás előtt többször látta egymást az RCT-n végzett klinikai ellátási program részeként. Arra kérték a családokat, hogy vegyenek részt abban az esetben, ha klinikai genetikai vizsgálat után legalább egy, ismeretlen eredetű nem szindrómás ASD diagnózisú gyermek van. A 160 család közül 55 multiplex volt (két vagy több ASD-s testvér) és 105 egyszerű. Hat családban az apát ASD-vel is diagnosztizálták, így az érintett férfiak 77,7% -a és az érintett nők 22,3% -a volt 3,5: 1 férfi-nő arányban. Közülük 88,4% -uk intelligenciája normális és magas, míg 11,6% -uknak enyhe, közepes vagy súlyos értelmi fogyatékossága volt.

Az ASD diagnózisát egy multidiszciplináris csoport végezte a Leuveni RCT-ben a DSM-IV-TR (American Psychiatric Association, 2000) kritériumai szerint. Ezenkívül a résztvevőket kvantitatív autista tulajdonságok alapján értékelték a Social Response Scale (SRS) holland változatával és a Social Response Scale for Adults (SRS-A) segítségével, amelyek az ASD-vel összefüggő társadalmi károsodások széles súlyosságának mérésére készültek. 31, 32 teljes kérdőívet kaptunk 490 probandára, szülőre és testvérre. Az érintett betegek között, akik rendelkezésére állt az SRS pontszám, a többség normális és magas intelligenciával rendelkezett (86%). Valamennyi résztvevő számára írásos beleegyezést kapunk. Ezt a tanulmányt a leuveni egyetemi kórházak orvosi etikai bizottsága hagyta jóvá.

Genotipizálás

A felfedezési kohorszból 657 személy genotipizálását a belga KU Leuveni Humángenetikai Központban végeztük a HumanOmni2.5-8 BeadChip használatával, amely több mint 2,3 millió közös egynukleotid polimorfizmust (SNP) tartalmaz, és ritkábban fordul elő The 1000 Genomprojekt (kisebb allélfrekvencia> 2,5%). Az SNP hívást a Genome Studio 2011.1 programban hajtották végre a v1.9 genotipizáló modul segítségével. Az −7 hívási arányú jelzőket eltávolítottuk az elemzésből. Alacsony hívási arányú minták (33. hivatkozás) a később hiányzónak definiált mendeli következetlenségek azonosítására.

statisztikai elemzés

Replikációs minták

Pszichiátriai Genomikai Konzorcium (PGC)

A legújabb PGC GWAS-ban a bináris ASD fenotípus és a kvantitatív autista tulajdonság egyetlen variáns elemzésének főbb megállapításait kerestük. Ez az adatkészlet összesen 6495 szülő-gyermek trióból áll, amelyek megfeleltek az ASD diagnosztikai kritériumainak, és rendelkeztek a genom egészére kiterjedő SNP adatokkal (//www.med.unc.edu/pgc).

Erasmus Rucphen családi tanulmány (ERF)

A kvantitatív autista tulajdonság génalapú elemzésének replikációját az ERF vizsgálatban hajtottuk végre, mivel a kohorsz 1250 résztvevőjét a Baron-Cohen Autism Spectrum Quotient (AQ) teszt alkalmazásával értékeltük kvantitatív autista tulajdonságra, és a résztvevők felét exomes (n = 615) szekvenálva vannak, így nagyobb felbontást biztosítanak genetikai szinten. Azokat az egyéneket, akiknek az exómjait szekvenálták, úgy választották ki, hogy a betegek széles skáláján jó minőségű fenotípus-információkkal rendelkezzenek, és ezért véletlenszerűek az AQ-pontszámok szempontjából (S2 kiegészítő táblázat). Az ERF egy családalapú kohorsz, amely 22 párból származik és 23 generációra terjed ki. 41, 42 Az ERF tanulmányt az Erasmus MC Orvosi Etikai Bizottság hagyta jóvá, amely az OMM (Wet Medisch-wetenschappelijk Onderzoek met mensen) szerint áll össze. A vizsgálat minden résztvevőjétől írásos beleegyező nyilatkozatot kaptak.

A szekvenálást átlagosan 74 × mélységben hajtottuk végre a Nimblegen SeqCap EZ V2 Capture Kit segítségével egy Illumina Hiseq2000 szekvenszeren (Illumina, San Diego, Kalifornia, USA) a TruSeq Version 3 protokoll segítségével, a Belgyógyászati ​​Minisztérium humán genotipizáló létesítményében., az Erasmus MC-nél, Hollandia. 43, 44 A szekvenciaolvasásokat a Burrows-Wheeler aligner és a NARWHAL csővezeték felhasználásával igazítottuk az emberi genom 19. konstrukciójához (hg19). 45, 46 A feldolgozást követően genetikai variánsoknak nevezték őket, a GATK Unified Genotyper eszközzel. 47 Gyenge minőségű (QUAL −6) vagy alacsony hívási arányú változatok (44 funkcionális annotáció a SeattleSeq 138 annotations adatbázis használatával (//snp.gs.washington.edu/SeattleSeqAnnotation138/).

Az életkorhoz, nemhez és családi viszonyokhoz igazított kvantitatív autista tulajdonságok elemzését az RVtests szoftver segítségével végeztük el. A felfedezési minta és az ERF vizsgálat génalapú eredményeinek metaanalízisét Fisher kombinált valószínűségi teszt alkalmazásával végeztük.

Eredmények

A bináris ASD fenotípus és a kvantitatív autista tulajdonság egész genomra kiterjedő asszociációs elemzésének eredményeit az S3 és S4 kiegészítő ábra szemlélteti. Egyetlen változat sem lépte túl a szignifikancia küszöbét az egész genomra nézve. Az asszociációs elemzések főbb eredményeit az 1. és a 2. táblázat mutatja be a felfedezési mintára, az S3 és S4 kiegészítő táblázatokban pedig a szimplex és multiplex családokra külön-külön. A bináris ASD fenotípus szuggesztív összefüggését két gyakori variánssal (rs6452310; P értéke = 7,80 × 10-8 és rs7700465; P értéke = 8,70 × 10-6; 1. táblázat) figyelték meg az 5p14.1 kromoszómán, egy régebben ismert régióban hogy társuljon az ASD-vel (1. ábra). A két variáns erős kapcsolat-egyensúlyhiányban (LD) volt (r 2 = 0,85) egymással, de LD-ben nem volt ezen a régióban korábban azonosított változatok bármelyike, amely az ASD 23, 24-hez kapcsolódott (r 2 0,002 és 0,009, D '0,02 és 0,33 között változott). Ennek az elemzésnek egyik fő változata sem mutatott összefüggést a replikációs mintában (1. táblázat).

Teljes méretű asztal

Teljes méretű asztal

Az 5p14.1 régió és a bináris ASD fenotípus regionális asszociációs és rekombinációs sebesség grafikonja a felfedezési kohorszban. A bal y tengely a bináris ASD fenotípussal való társulás -log10 P értékét jelenti a felfedezési kohorszban. A jobb y tengely a rekombinációs sebességet, az x tengely pedig a kromoszóma helyzetet képviseli (a genomi helyzet megegyezik a hg19 összeállítással). Az ebben a régióban legjelentősebben társított egyetlen SNP-t (rs6452310) egy lila gyémánt jelöli. A környező SNP-k árnyékolva vannak az rs6452310 páros korrelációja (r2) szerint. A genetikai annotációk az ábra alatt láthatók.

Teljes méretű kép

A génalapú, az egész genomra kiterjedő asszociáció elemzésének eredményeit az S5 kiegészítő ábra szemlélteti a felfedezési mintára, és az S5 kiegészítő táblázat a szimplex és multiplex családokra külön-külön. A génalapú asszociációs elemzés feltárta a kvantitatív autista tulajdonság és a TTC25 gén (P-érték = 3,4 × 10-7) szignifikáns összefüggését a 17. kromoszómán (3. táblázat). Ezt az asszociációt nem egyetlen változat, hanem kilenc variáns hajtotta, amelyek közül négy névlegesen szignifikáns összefüggést mutatott a kvantitatív autista tulajdonsággal (P érték 2 = 1), és kilenc variáns található az enhancer hiszton jelekben és kötődési régiókban. a motívumok a variáns allélváltozások függvényében változnak (S7 kiegészítő táblázat). A gént nominálisan az autista vonással is összefüggésbe hozták az ERF kohorszban (P érték = 0,045). A TTC25 gén 15 változatának (S8 kiegészítő táblázat) együttes hatása a replikációs mintában sokkal kisebb volt (hatásméret = 1,75). A felfedezési és replikációs minták metaanalízise javított asszociációs jelet eredményezett (P-érték = 1,5 × 10 −8).

Teljes méretű asztal

Pályaelemzés

A génalapú asszociációs elemzésben nominálisan szignifikáns géneken alapuló útvonal gazdagítási elemzése (S9. Kiegészítő táblázat) szignifikánsan dúsított SMAD fehérje szignál transzdukciós utat mutatott (P-érték = 2 × 10 −5), és számos dúsítási kategóriát az emésztőrendszer fejlesztése (S10 kiegészítő táblázat).

Vita

Ebben a tanulmányban egy új TTC25 gént azonosítottunk, amely kvantitatív autista tulajdonsággal társult. A TTC25 gén kohorsz alapú vizsgálatban való társulása azt sugallja, hogy a gén releváns lehet egy szélesebb ASD fenotípus szempontjából az általános populációban. Ezenkívül azonosítottuk az SMAD fehérje szignál transzdukciós útvonalát és az emésztőrendszer fejlődési kategóriáinak sorozatát, amelyek jelentősen gazdagodtak a kvantitatív autista tulajdonsághoz névlegesen társított génekkel. Ezenkívül tanulmányunk további bizonyítékokat szolgáltat az 5p14.1-nél az intergenikus lókuszok és a bináris ASD fenotípus korábban meghatározott összefüggésére vonatkozóan.

Megállapítottuk továbbá az ASD és az 5p14.1 közötti ismert régió összefüggését. Ez egyike azon kevés replikált GWA régióknak, amely a hosszú, nem kódoló RNS gént, az MSNP1AS-t (moezin-pszeudogén 1, antiszensz) vonja maga után az ASD kockázatában. 66 Ezt a régiót összekapcsolják az általános populáció társadalmi kommunikációs spektrumának fenotípusaival is, amelyek támogatják az 5p14.1 szerepét az ASD kvantitatív tulajdonság lokuszaként. 49 Az MSNP1AS nagyon magas szekvenciájú homológiát mutat az agy fejlődésében szerepet játszó MSN X kromoszóma transzkriptummal. 66 Az MSNP1AS túlzottan expresszálódik (12,7-szer) az ASD-s egyének postmortem agykérgében. 66 Érdekes módon a legnagyobb sikerünket nem a PGC minta replikálta, és fordítva. Az 5p14.1 23, 24 régióban felfedezett többféle variáns arra utalhat, hogy ugyanazon régióban több allél vesz részt az ASD-ben.

Összefoglalva, tanulmányunk egy új TTC25 gént azonosított, amely az ASD-s populáció autista tulajdonságával társul, ahol a betegek többségének normális intelligenciája van. A TTC25 asszociáció kohorsz alapú vizsgálatban történő replikációja azt sugallja, hogy ez a gén az általános populáció szélesebb ASD fenotípusa szempontjából is releváns lehet. Meg kell azonban vizsgálni, hogy ezek a megállapítások érvényesek-e értelmi fogyatékossággal élő ASD-s betegek esetében is. A TTC25 túlzott mértékben expresszálódik a frontális kéregben és a herékben, és ismert, hogy részt vesz a cilium mozgásában, és így érdekes jelölt gén az autista tulajdonság szempontjából. Ezenkívül jelentősen dúsított SMAD fehérje szignál transzdukciós utat és számos emésztőrendszeri fejlődési kategóriát fedeztünk fel az autisztikus tulajdonságok kvantitatív elemzésében. Megállapításunk új betekintést nyújt a kvantitatív autista tulajdonság genetikai hátterébe.