遗传在一定程度上影响着我们健康状况,包括痴呆症的风险。但在诸多因素中,遗传起到的作用到底有多大?在这个问题上,“出厂设置”完全一样的同卵多(双)胞胎为研究风险因素和保护因素提供了非常好的机会。
《大脑》杂志近期刊登的一项研究,分析了非常难得的一组案例——具有阿尔茨海默病(最常见的痴呆症类型)家族史的同卵三胞胎及其后代。尽管携带完全相同的DNA,三胞胎中却有人摆脱了家族的“诅咒”。研究来自多伦多大学(University of Toronto)的团队,第一作者为现任同济大学医学院博导的张明博士。
这组三胞胎的母亲患有帕金森氏病和痴呆症,在80多岁发病。在纳入分析时,三胞胎已经83岁,其中有两人(患者代码10631、10615)分别在76岁和73岁时被诊断出阿尔茨海默病,而另一人(患者代码10643)还没有出现认知障碍或日常生活活动能力缺乏。三胞胎成员10631的两名子女中,有一人(患者代码10586)也在50岁时就被诊断为早发性阿尔茨海默病。
回顾三胞胎的病史,3人都患有高血压,但患有阿尔茨海默病的两位还长期具有强迫症行为。
进一步对他们进行基因测序发现,三胞胎以及下一代中的患者,都携带了与阿尔茨海默病风险有着千丝万缕关联的基因——APOE4。
大部分情况下,编码载脂蛋白(APOE)的基因有三个版本(等位基因),分别为APOE2、APOE3和APOE4。过去几十年的证据表明,APOE4是影响阿尔茨海默病的风险基因;APOE2有减少或延缓发病的作用,但在人群中最少见;最常见的APOE3似乎对疾病发展没有影响。
除了与生俱来的DNA,我们的DNA还包括表观遗传的部分,它是动态变化的,会受到经历的影响,可能遗传给后代,DNA甲基化就是其中的一种。
三胞胎中,患病2人和健康1人表现出了DNA表观遗传的差异,KCNS2、CADM1、RAB3IL1和MATN2这些基因中部分位点的甲基化差异超过30%。研究人员指出,这些位点的变化可能与阿尔兹海默病有关,值得进一步研究。
那么,三胞胎下一代中出现了更早发病的病例,又要如何解释呢?
结合DNA甲基化进行生物学年龄分析发现,三胞胎中的两名患者,其生物学年龄都比实际年龄年轻6-10岁,未发病的另一人,生物学年龄倒是和实际差不多。相反。50岁就发病的下一代,生物学年龄比实际年龄足足大了9岁,也就是说,衰老得更快。
如此算来,他们在被确诊时,生物学年龄倒是差得不多。进一步比对发现,这名早发型患者和TA的父辈患者们相比,与衰老相关的5处甲基化差异都超过20%。
综合这些信息,研究人员认为,阿尔茨海默病DNA的表观遗传变化(也就是受到经历影响的DNA改变)可能是三胞胎及其后代发病差异的原因。“随着年龄的增长,我们的DNA会与我们一起变老,一些细胞会随着时间的推移发生变化。”此外,一些化学或环境因素虽然不会改变基因本身,但也会影响基因的表达方式。
在后续研究中,研究人员计划进一步分析生物学年龄对发病风险的影响,以及遗传和环境因素在阿尔兹海默病发展中的相互作用。
论文通讯作者之一,多伦多大学神经病学负责人Morris Freedman博士表示:“研究发现表明,遗传密码并不决定一个人是否一定会发展为阿尔兹海默病。对于有明显痴呆症家族史的人来说,仍然有希望避免发病,健康的环境和生活方式等其他因素有助于预防痴呆症的发生。”
目前,世界卫生组织指南建议通过以下方式预防认知衰退和痴呆症:增加身体活动、戒烟、加强营养干预、限制饮酒、进行认知干预、参与社交活动、保持健康体重、控制三高(血压、血脂、血糖)、缓解抑郁症状、管理听力损失。
参考资料
[1] Genetic and epigenetic study of an Alzheimer’s disease family with monozygotic triplets. Brain, 10.1093/brain/awz289
[2] Your genes aren't the only factor dictating Alzheimer's risk, says Baycrest-U of T study. Retrieved Dec 11, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-12/bcfg-yga121119.php
[3] 降低认知衰退和痴呆症风险执行摘要. Retrieved Dec 11, 2019, from https://www.who.int/mental_health/neurology/dementia/chinese_foreward_executive_summary_dementia_guidelines.pdf?ua=1
标签: 神经