如何寻找致病基因?
随着近年来生物技术及计算机的发展,通过对数百或近千名某疾病患者的DNA与健康人的DNA的比较,从而发现导致该病的基因变异已成为可能。
遗传学家所面临的挑战是,如何从人类成千上万的基因中识别导致特殊疾病的几个基因。从大家系中寻找就方便多了。因为某一家系中的所有成员具有共同的祖先,该家系中某种疾病很可能是由来自同一祖先的相同基因或相同基因变异造成的。如果你能找到数百名患有某病的家庭成员及数百名健康人,对最终发现患者DNA中的突变将十分有把握。对于研究者来说,这要比在无血缘关系的患者中进行研究简单得多。
近些年来,遗传学家采用更快捷的DNA检测方式,使用更高级的计算机及新一代软件来比较DNA的差异,已发现了数百个致病基因。但这些基因中,大多数是单基因致病基因,然而由于自然选择规律,仅少数疾病由单基因决定。遗传学家采用同样的技术寻找常见的慢性病如心脏病、肿瘤的遗传因素,就相当困难了。这些常见病有一定的遗传性是毋庸置疑的,但过去十年的研究并未取得成果,说明这些常见病的遗传十分复杂。可能需多个基因或基因变异才能使人类具有该病的易患性,也可能是多个基因协同致病,而其中每个基因所起的作用很小。如果某一基因的作用在疾病的发生中占的比例较小,那么在环境因素及其它基因的影响下,将很难将其识别出来。这需要采用不同的方法进行研究,需要以大量人群为研究对象。设想如果是单基因引起的疾病,你可能仅需研究几个大的家庭就能找出相关性。如果是多基因或多个基因突变引起的疾病则需对成千上万的人进行研究。
, http://www.100md.com
计算机及确定个体基因型的实验技术的发展使解决上述问题成为可能。另外,人类基因组计划提供了人类基因组中30亿个碱基对的图谱。了解各种基因的功能,借助快速有效的工具发现异常基因,弄清基因的变异与何种疾病相关,是获得成功的关键。人类基因组计划列出了人类的遗传图谱,为这一研究做了大量的前沿工作,节省了大量的人力。
制药业投资商、遗传学家面临的主要挑战是找到可供研究的合适的人群,这其中包括足够数量的病人,每个病人具备完整的临床资料,并且能保证DNA的取样。人群的选择至关重要。人群数量越大、样品的例数越多,统计学结果就越准确,但获取准确的临床资料则越困难、费用越高。大的连续性家系中的成员有可能具有相似的致病的基因型,这使得识别疾病相关基因的工作变得容易些。但那些发生突变的异常基因可能是家族特异性的,在其它人群中极少出现。
权衡利弊后,研究小组采用多种策略建立和开发医学数据库信息以期达到最佳组合。一些学者避开密切的血缘关系,由医生协助仅根据疾病的种类收集病人,建立不同人群的基因型及表现型数据。从这些人群中得出的疾病与基因的关系具有普遍性,在此基础上建立的对疾病的诊断及治疗手段适用于大多数人群。例如与家族性乳腺癌相关的BRCAl基因最初发现时被认为普遍存在于患乳腺癌的女性中,但随着研究的深入进行,发现仅有不到10%的女性乳腺癌患者具有BRCAl基因,原因是最初的研究是在少数同类人群中进行的。换句话说,如果一种诊断技术是依据某一特定人群建立的,你首先应该想到这只代表一种人群,是否同样适用于其它人群尚不得而知。研究的目的是建立的诊断技术及治疗最终将具有普遍性。
一项遗传计划的负责人在收集病例时,首先召集疾病方面的各国专家,再让他们收集患者,首先从有病史的家系开始,然后是没有家族史的散发病例。他们针对不同的慢性疾病建立了8个临床遗传网络,预计每个网络在最初三年将耗资800万美元。研究人员指出,逐个患者、逐个家系、一级一级逐步建立的数据既费时又费力,没有捷径可循,但只要付诸努力,你得到的是特定基因的多态性,它不再停留在可能的基础上,而是真正的与疾病具有临床相关性。, 百拇医药(杜占文)
遗传学家所面临的挑战是,如何从人类成千上万的基因中识别导致特殊疾病的几个基因。从大家系中寻找就方便多了。因为某一家系中的所有成员具有共同的祖先,该家系中某种疾病很可能是由来自同一祖先的相同基因或相同基因变异造成的。如果你能找到数百名患有某病的家庭成员及数百名健康人,对最终发现患者DNA中的突变将十分有把握。对于研究者来说,这要比在无血缘关系的患者中进行研究简单得多。
近些年来,遗传学家采用更快捷的DNA检测方式,使用更高级的计算机及新一代软件来比较DNA的差异,已发现了数百个致病基因。但这些基因中,大多数是单基因致病基因,然而由于自然选择规律,仅少数疾病由单基因决定。遗传学家采用同样的技术寻找常见的慢性病如心脏病、肿瘤的遗传因素,就相当困难了。这些常见病有一定的遗传性是毋庸置疑的,但过去十年的研究并未取得成果,说明这些常见病的遗传十分复杂。可能需多个基因或基因变异才能使人类具有该病的易患性,也可能是多个基因协同致病,而其中每个基因所起的作用很小。如果某一基因的作用在疾病的发生中占的比例较小,那么在环境因素及其它基因的影响下,将很难将其识别出来。这需要采用不同的方法进行研究,需要以大量人群为研究对象。设想如果是单基因引起的疾病,你可能仅需研究几个大的家庭就能找出相关性。如果是多基因或多个基因突变引起的疾病则需对成千上万的人进行研究。
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计算机及确定个体基因型的实验技术的发展使解决上述问题成为可能。另外,人类基因组计划提供了人类基因组中30亿个碱基对的图谱。了解各种基因的功能,借助快速有效的工具发现异常基因,弄清基因的变异与何种疾病相关,是获得成功的关键。人类基因组计划列出了人类的遗传图谱,为这一研究做了大量的前沿工作,节省了大量的人力。
制药业投资商、遗传学家面临的主要挑战是找到可供研究的合适的人群,这其中包括足够数量的病人,每个病人具备完整的临床资料,并且能保证DNA的取样。人群的选择至关重要。人群数量越大、样品的例数越多,统计学结果就越准确,但获取准确的临床资料则越困难、费用越高。大的连续性家系中的成员有可能具有相似的致病的基因型,这使得识别疾病相关基因的工作变得容易些。但那些发生突变的异常基因可能是家族特异性的,在其它人群中极少出现。
权衡利弊后,研究小组采用多种策略建立和开发医学数据库信息以期达到最佳组合。一些学者避开密切的血缘关系,由医生协助仅根据疾病的种类收集病人,建立不同人群的基因型及表现型数据。从这些人群中得出的疾病与基因的关系具有普遍性,在此基础上建立的对疾病的诊断及治疗手段适用于大多数人群。例如与家族性乳腺癌相关的BRCAl基因最初发现时被认为普遍存在于患乳腺癌的女性中,但随着研究的深入进行,发现仅有不到10%的女性乳腺癌患者具有BRCAl基因,原因是最初的研究是在少数同类人群中进行的。换句话说,如果一种诊断技术是依据某一特定人群建立的,你首先应该想到这只代表一种人群,是否同样适用于其它人群尚不得而知。研究的目的是建立的诊断技术及治疗最终将具有普遍性。
一项遗传计划的负责人在收集病例时,首先召集疾病方面的各国专家,再让他们收集患者,首先从有病史的家系开始,然后是没有家族史的散发病例。他们针对不同的慢性疾病建立了8个临床遗传网络,预计每个网络在最初三年将耗资800万美元。研究人员指出,逐个患者、逐个家系、一级一级逐步建立的数据既费时又费力,没有捷径可循,但只要付诸努力,你得到的是特定基因的多态性,它不再停留在可能的基础上,而是真正的与疾病具有临床相关性。, 百拇医药(杜占文)