Nature子刊:评估后代患自闭症的风险,可以通过检测精子的突变实现
生物探索 · 2019/12/30
通常认为,自闭症与遗传和环境有密切联系,但其发病原因尚不清楚。《Nature Medicine》最新一篇研究表明,ASD与仅出现在孩子身上的新突变有关,同时,研究人员描述了一种针对精子特异性致病突变的测量方法,为未来的孩子提供更准确的ASD风险评估。


精子嵌合体的插图:突变的精子用红色表示。(来源:加州大学圣地亚哥健康科学院)

通常认为,自闭症(Autism spectrum disorder,ASD)与遗传和环境有密切联系,但其发病原因尚不清楚。《Nature Medicine》最新一篇研究表明,ASD与仅出现在孩子身上的新突变(de novo mutations,DNMs)有关,同时,研究人员描述了一种针对精子特异性致病突变的测量方法,为未来的孩子提供更准确的ASD风险评估。


DOI:10.1038/s41591-019-0711-0

现有的研究指出,男性精子的突变对自闭症的影响最大。研究者对8位ASD患儿父亲的精子进行分析,使用全基因组测序来测量精子嵌合现象,即后代和父亲精子的基因差异,结果在后代身上发现了只与父亲精子匹配的变异体。


dSNVs的复发风险分层和嵌合率在精子和血液中的差异

通过对912例新基因突变(de novo single-nucleotide variants, dSNVs)进行检测,研究者将其分为4类:只存在精子中 (sperm-detectableonly, SDO)、大量存在于精子中(sperm-detectableenriched, SDE)、精子和血液中均存在(sperm–bloodequal, SBE)、只存在于血液(blood-detectableonly, BDO)。对儿童进行纳米孔长读测序,发现23例嵌合突变中有20例位于父系染色体上(40% SDO, 35.0%SDE, 25.0% SBE and 0% BDO)。由此得出,父亲性腺嵌合(paternalgonadal mosaicism, PGM)在大多数镶嵌型dSNV起重要作用。


精子嵌合变异突变模式支持发育起源

通过对精子嵌合现象作更全面的评估,研究者提出了三种主要类型的PGM模型:I型在精子的最终分化过程中出现,且从未复发;ll型起源于精原性干细胞的增殖,包括那些现存的无性生殖细胞(lla)或那些处于阳性选择(llb)的细胞;III型在原始生殖细胞产生特异性之前或在其群体中出现,可在精子中检测到嵌合,可能导致复发。研究者强调,如果发展成临床试验,父亲可以进行精子研究,以确定他们未来的孩子中自闭症复发的确切风险。

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