双胞胎一人患病,一人健康是怎么回事?《自然》子刊发现和这一原因有关

2022-04-05 06:51 来源:学术经纬 原文链接:点击获取

▎药明康德内容团队编辑

在过去有关免疫疾病的研究中,科学家发现了一类非常奇特的现象,那就是基因几乎相同的同卵双胞胎,可能会出现一人患上某些病症,一人却表现健康的情况。

比如,常见变异型免疫缺陷病(CVID)包括了一系列由保护性抗体能力下降引起的免疫疾病,由于B细胞的功能缺陷,患者的抗体分泌要比正常人更弱,因此CVID患者更容易受到持续性或复发感染。而双胞胎差异性的发病规律,在CVID中同样会经常出现。

图片来源:123RF

据西班牙Josep Carreras 白血病研究所的Javier Rodríguez-Ubreva 博士介绍,同卵双胞胎的基因组基本都是相同的,但并不是100%一致。而差异之一来自基因的少量突变,这些突变两人并不一致,随着年龄增长,突变数量会不断增加并伴随一生,最终导致疾病差异性。

这一理论确实能解释约20%的病例,但剩下的80%仍然不是太清楚。而Rodríguez-Ubreva 博士和同事发表在《自然-通讯》的研究指出,表观遗传差异或许在其中起着决定性作用。从他们的分析结果来看,表观遗传中的DNA甲基化就与CVID有着很大联系,甲基化的差异可以直接影响特定基因的表达水平高低。

新研究招募了一对同卵双胞胎,其中一人患有CVID,一人是健康状态。研究者拿到双方的血液样本后进行了单细胞分析。直观来看,CVID患者的B细胞数量整体要更少,但深层次的表观遗传已经有了明显变化,例如记忆B细胞中的DNA甲基化水平、染色体可获得性发生变化,并且存在一些转录缺陷。

这些改变会直接影响细胞之间的信息交流,从而让免疫系统无法发挥正常功能。Rodríguez-Ubreva 博士解释称,免疫细胞失去交流之后便无法正常工作,通过比对健康个体和患者的差别,就能确定哪些细节改变了交流,哪些表观遗传阻止了B细胞产生抗体。

▲研究流程示意图图片来源:参考资料[1])

由于CVID患者表观遗传的改变,有许多基因表达受到影响,研究发现的就有CCL22和CCL17,这两个基因在抗体成熟中发挥作用,而患者CD70编码基因会下调,CD70常被认为能够使B细胞活化。

基于所有的这些表观遗传和基因变化,研究者绘制了一张细胞图谱专门用于展现CVID患者的分子水平变化,这一图谱在更广的CVID人群中得到了印证。Rodríguez-Ubreva 博士表示:“这是众多类似研究中的第一个,我们将着眼于CVID和其他免疫缺陷疾病,开发新的治疗方案,尤其是解决B细胞缺陷问题。”

参考资料:

[1] Single-Cell Atlas of Common Variable Immunodeficiency reveals germinal center-associated epigenetic dysregulation in B cell responses, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29450-x

[2] Study sheds light on why immunodeficiency affects only one identical twin. Retrieved Apr 3rd,2022 from https://medicalxpress.com/news/2022-04-immunodeficiency-affects-identical-twin.html

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