意大利100个家系全基因组测序揭示神经发育障碍新机制

《npj Genomic Medicine》:New insights into neurodevelopmental disorders by whole genome sequencing of 100 families from Italy

【字体: 时间:2026年02月03日 来源:npj Genomic Medicine 4.8

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  本研究通过全基因组测序分析意大利瓦莱达奥斯塔地区100个家庭的神经发育障碍病例,发现26.4%的先证者携带已知NDD相关基因的可能致病变异,并鉴定出14个新型候选基因。研究采用ACMG指南和Evo 2进化约束模型进行变异解读,揭示了不同临床亚型(ASD/ID/ASD-ID)的诊断率梯度,为神经发育障碍的遗传异质性提供了新见解。

在神经发育障碍研究领域,科学家们一直面临着一个核心难题:虽然这些疾病具有明显的遗传基础,但大多数病例的分子机制仍不明确。更令人困扰的是,当前的研究多集中于特定人群,导致对 underrepresented communities(代表性不足群体)的遗传特征认知存在显著空白。这种知识缺口直接制约了精准诊断和治疗策略的发展。
为突破这一瓶颈,来自意大利的研究团队开展了名为"5000genomi@VdA"的大型基因组计划,重点关注瓦莱达奥斯塔地区的基因组特征。本研究作为该计划的重要组成部分,对100个家庭(共298名个体)进行了全基因组测序分析,其中110名先证者被精细划分为三个临床亚型:单纯自闭症谱系障碍(ASD)、单纯智力残疾(ID)以及共病ASD与ID的复合型(ASD-ID)。
研究团队严格遵循美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南,在26.4%的先证者中鉴定出32个位于已知神经发育障碍相关基因的可能致病变异。特别值得注意的是,研究人员观察到诊断率存在明显的临床梯度现象:单纯ASD组最低,ASD-ID组居中,而单纯ID组最高。这一发现提示不同神经发育障碍亚型可能具有差异化的遗传架构。
在变异解读方面,研究创新性地应用了Evo 2进化约束模型,该模型通过分析基因在进化过程中的保守性特征,帮助识别具有致病性特征的VUS(意义不明确的变异)。通过这种方法,研究人员从42个VUS中筛选出14个位于未报道但与神经发育密切相关的基因变异,这些基因可能成为新的神经发育障碍候选基因。
关键技术方法:
本研究对意大利瓦莱达奥斯塔地区100个家庭(298名个体)进行全基因组测序(WGS),采用ACMG指南进行变异解读,并运用Evo 2进化约束模型优化VUS分类。样本包括110名先证者,按临床表型分为ASD、ID和ASD-ID三组进行分层分析。
主要研究结果:
诊断率差异
通过严格的变异筛选流程,发现在单纯ID组中诊断率最高(35.5%),ASD-ID组居中(28.9%),而单纯ASD组最低(15.8%)。这种梯度分布表明智力残疾表型与单基因突变的关联更为直接。
新候选基因发现
在42个VUS中,有14个位于未报道的神经发育相关基因,这些基因在脑发育过程中表达丰富,且与已知的神经发育通路存在相互作用,为后续功能验证提供了重要线索。
进化约束模型的应用价值
Evo 2模型分析显示,部分VUS具有与已知致病变变相似的进化约束特征,提示这些变异可能具有潜在的致病性,为变异解读提供了新的生物信息学证据。
研究结论与意义:
该研究通过大规模人群的全基因组测序,系统揭示了神经发育障碍在不同临床亚型中的遗传差异。不仅验证了已知基因的贡献度,还发现了一批新的候选基因,为完善神经发育障碍的基因列表提供了重要数据。Evo 2模型的应用展示了进化约束分析在变异解读中的补充价值。这些发现对改善代表性不足人群的遗传诊断具有重要临床意义,相关成果发表于《npj Genomic Medicine》,为神经发育障碍的精准医疗奠定了坚实基础。

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