全基因組測序解密慢性高原病為千萬高原居民添福音

　　2013年8月16日，由加利福尼亞大學圣地亞哥分校、深圳華大基因研究院等多家單位共同完成了安第斯高地人慢性高原病全基因組測序及相關研究，研究成果在《美國人類遺傳學雜志》(American Journal of Human Genetics)上發表。這項研究為探索高原適應性的遺傳機制提供了基礎理論，同時也為慢性高山病的機理研究及治療提供了科學依據。

　　全球約有1.4億人世居高原，比如在東非的阿比西尼亞人、東亞的藏族人以及南美的安第斯人。隨著海拔的升高，大氣壓的下降，高原地區的氧濃度會降低，從而形成天然的低氧環境。對于高原低氧環境的不適，通常會產生各種高原疾病，尤其生活在海拔三千米以上的人，通常會發生慢性高原病，表現為紅細胞增多，并出現一系列的頭痛、乏力、嗜睡等癥狀。這種慢性高山病在南美安第斯人中較為多見，因此也有稱安第斯山地病。在這項研究中，科研人員通過對安第斯人的全基因組學分析，試圖探究慢性高山病的遺傳機理及高海拔適應機制。

　　在這項研究中，研究人員對20個生活在高原地區的安第斯人進行全基因組測序，其中包括10個慢性高原病患者和10個正常人。經過一系列分析，研究人員發現其基因組中有11個區域存在明顯的單體型頻率差異并發生選擇性清除，暗示著這些區域受到強烈的正向自然選擇。在位于這些區域的基因中，研究人員發現，相比于正常人群，在慢性高原病患者中ANP32D和SENP1兩個基因顯著高表達。同時還發現，當果蠅中 ANP32D和SENP1的同源基因表達下調時，其在低氧環境下的存活率將顯著升高。據此，他們推測，這些基因表達下調可能有利于對低氧環境下的適應和耐受。

　　由于慢性高原病患者通常會表現出紅細胞增多，這將使得血液黏度增加，從而會造成組織局部缺血、心肌梗死等。在這項研究中，研究人員發現慢性高原病患者負責調節紅細胞生成的基因——SENP1表達上調，這可能在導致慢性高原病患者紅細胞增多的癥狀中扮演重要角色。此外，ANP32D是已知的原癌基因，研究人員推測在慢性高山病患者中，該基因以用類似于在癌細胞中的方式來改變細胞代謝，從而使得低氧環境下細胞大量增殖。這些發現同時還將有助于揭示類似環境下所發發生的疾病病理機制，如心臟病、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征等。

　　華大基因該項目負責人金鑫表示，“全基因組測序是研究各種遺傳疾病和性狀最強有力的工具。我們的研究在此技術的基礎上進行了無偏的全基因組掃描，發現了安第斯人高海拔適應性的遺傳基礎，同時也為慢性高原病的治療提供了潛在的靶點。”

　　該項目負責人，首席科學家加利福尼亞大學圣地亞哥分校的周丹博士與哈達德博士表示，“缺氧是很多人類疾病的常見致病因素，了解機體的缺氧耐受性機制對于開發新的臨床治療方案十分必要。本研究通過強大的全基因組測序技術、體外培養的人細胞模型和果蠅活體模型的有機結合，使我們不僅鑒定出與缺氧耐受相關的基因，同時也對這些基因的功能進行了系統的評估。這種獨特、無偏的研究策略將可用于發現更多疾病的致病基因。”