варіанти

  • Предмети
  • Резюме
  • Вступ
  • Матеріали і методи
  • Зразок Discovery
  • Генотипування
  • статистичний аналіз
  • Біоінформаційний аналіз.
  • Зразки реплікації
  • Консорціум психіатричної геноміки (PGC)
  • Сімейне дослідження Еразма Рукфена (ERF)
  • Результати
  • Аналіз треків
  • Обговорення
  • Додаткова інформація
  • Документи Word
  • Додаткова інформація

Предмети

  • Порушення спектру аутизму
  • Загальногеномні дослідження асоціацій

Резюме

Вступ

Розлад аутистичного спектра (АСЗ) - це розлад нейророзвитку, що характеризується дефіцитом соціальної комунікації та соціальної взаємодії та обмеженими та повторюваними моделями діяльності та поведінки з раннім початком розвитку. 1 Однак ASD є психіатричним діагнозом, заснованим на клінічних критеріях, і тяжкість цих ознак може бути виміряна як кількісні ознаки, що представляють собою континуум, який поширюється на загальну популяцію, причому ASD є крайнім кінцем розподілу. 2 Іншими супутніми, але не принциповими характеристиками є інтелектуальна вада, розлад уваги та супутні захворювання. 3 Поширеність РАС оцінюється у 62/10 000 4 із співвідношенням хлопчиків та дівчаток

Хоча індивідуальний ефект загальних варіантів незначний, їх сукупний ефект може бути суттєвим. 25 У цьому дослідженні, на додаток до оцінки ефекту одиничних варіантів при АСД, ми оцінили спільний ефект множинних унікальних варіантів у гені в загальногеномному аналізі асоційованості на основі генома у пацієнтів з АСД з бельгійської фламандської когорти, які були генотиповані в щільній матриці генотипування.

Матеріали і методи

Огляд проекту дослідження та робочого процесу проілюстровано на додатковому малюнку S1.

Зразок Discovery

Вибірка виявила 160 ядерних бельгійських фламандських сімей (657 особин; Додаткова таблиця S2). Сім'ї набрали для участі у проспективному дослідженні через Центр експертів з аутизму (RCT) у Лювені. Усі пробанди бачились кілька разів як частина своєї програми клінічної допомоги в РКД до набору. Сім'ї просили взяти участь, якщо після клініко-генетичного дослідження була принаймні одна дитина з діагнозом несиндромної АСС невідомого походження. З 160 сімей 55 були мультиплексами (двоє і більше братів і сестер з РАС), 105 - симплексами. У шести сім'ях батькові також був поставлений діагноз РАС, так що 77,7% постраждалих чоловіків та 22,3% постраждалих жінок із співвідношенням чоловіків до жінок 3,5: 1. Серед них 88,4% мали нормальний інтелект і високий, тоді як 11,6% мали легку, середню або важку ваду інтелекту.

Діагнози АСД були поставлені мультидисциплінарною групою в Лювенському РКТ згідно з критеріями DSM-IV-TR (Американська психіатрична асоціація, 2000). Крім того, учасників оцінювали за кількісними ознаками аутизму за допомогою голландської версії шкали соціальної реакції (SRS) та шкали соціальної реакції для дорослих (SRS-A), призначеної для вимірювання соціальних порушень, пов'язаних з РАС, у широкому діапазоні тяжкості. 31, 32 Повні анкети були отримані для 490 пробандів, батьків та братів і сестер. Серед постраждалих пацієнтів, які мали доступний показник SRS, більшість із них мали нормальний та високий рівень інтелекту (86%). Для всіх учасників ми отримуємо письмову інформовану згоду. Це дослідження було схвалено Комітетом з медичної етики університетських лікарень міста Левен.

Генотипування

Генотипування 657 осіб з когорти відкриттів було проведено в Центрі генетики людини в KU Левен, Бельгія, за допомогою мікросхеми HumanOmni2.5-8 BeadChip, яка містить понад 2,3 мільйона загальних однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) і менше проекту з частого геному 1000 (незначна частота алелів> 2,5%). Виклик SNP здійснено у Genome Studio 2011.1 за допомогою модуля генотипування v1.9. Маркери із швидкістю дзвінка -7) були вилучені з аналізу. Зразки з низьким рівнем дзвінків (посилання 33) для виявлення менделівських невідповідностей, які згодом були визнані зниклими.

статистичний аналіз

Зразки реплікації

Консорціум психіатричної геноміки (PGC)

Здійснено пошук основних висновків одномоментного аналізу бінарного фенотипу ASD та кількісної аутистичної ознаки в останній PGC GWAS. Цей набір даних складається із 6495 тріо батьків та дітей, які відповідали діагностичним критеріям РАС та мали доступні дані про геном SNP (//www.med.unc.edu/pgc).

Сімейне дослідження Еразма Рукфена (ERF)

Повторення кількісного аналізу на основі генів аутистичних ознак було проведено в дослідженні ERF, оскільки 1250 учасників цієї когорти оцінювали кількісні ознаки аутизму за допомогою критерію спектру аутизму Барона-Коена (AQ) та отримували половину цих учасників (n = 615) були послідовно розподілені, таким чином забезпечуючи більш високу роздільну здатність на генетичному рівні. Особи, чиї екзоми були послідовно відібрані, вибирались на основі наявності якісної інформації про фенотип для широкого кола суб'єктів, а отже випадковості щодо балів AQ (Додаткова таблиця S2). ERF - це сімейна когорта, яка походить від 22 пар і охоплює 23 покоління. 41, 42 Дослідження ERF було схвалено Комітетом з медичної етики Erasmus MC, який створений відповідно до OMM (Wet Medisch-wetenschappelijk Onderzoek met mensen). Письмова інформована згода була отримана від усіх учасників дослідження.

Секвенування проводили на середній глибині 74 ×, використовуючи комплект захоплення Nimblegen SeqCap EZ V2 на секвенсорі Illumina Hiseq2000 (Illumina, Сан-Дієго, Каліфорнія, США), використовуючи протокол TruSeq Версії 3 на Генотипізаційному відділі людини Департаменту внутрішньої медицини, в Erasmus MC, Нідерланди. 43, 44 Читання послідовності були вирівняні за конструкцією генома людини 19 (hg19), використовуючи вирівнювач Берроуза-Вілера та трубопровід NARWHAL. 45, 46 Після обробки їх назвали генетичними варіантами, використовуючи GATK Unified Genotyper tool. 47 Варіанти низької якості (QUAL −6) або низької швидкості дзвінків (44 функціональні анотації з використанням бази даних анотацій SeattleSeq 138 (//snp.gs.washington.edu/SeattleSeqAnnotation138/).

Аналіз асоціації кількісних ознак аутизму з урахуванням віку, статі та сімейних стосунків проводився за допомогою програмного забезпечення RVtests. Мета-аналіз результатів на основі генів за зразком відкриття та дослідження ERF проводили за допомогою комбінованого критерію імовірності Фішера.

Результати

Результати загальногеномного аналізу асоціації бінарного фенотипу ASD та кількісної аутистичної ознаки проілюстровані на додаткових малюнках S3 та S4. Жоден варіант не перевищив порогу значущості для всього геному. Основні результати аналізів асоціацій наведені в таблицях 1 та 2 для зразка відкриття, а також у додаткових таблицях S3 та S4 для сімейств симплексних та мультиплексних окремо. Сугестивна асоціація бінарного фенотипу ASD з двома загальними варіантами (rs6452310; значення P = 7,80 × 10 −8 та rs7700465; значення P = 8,70 × 10 −6; таблиця 1) спостерігалася на хромосомі 5p14.1, раніше відомій області бути асоційованим з ASD (рис. 1). Два варіанти перебували в сильній зв’язці (LD) (r 2 = 0,85) один з одним, але не в LD з будь-яким із раніше виявлених варіантів у цій області, пов’язаних з ASD 23, 24 (r 2 коливався від 0,002 до 0,009, D 'коливався від 0,02 до 0,33). Жоден з основних варіантів цього аналізу не показав доказів асоціації у зразку реплікації (Таблиця 1).

Повний розмір таблиці

Повний розмір таблиці

Графік регіональної асоціації та швидкості рекомбінації регіону 5p14.1 та бінарного фенотипу ASD у когорті відкриттів. Ліва вісь y представляє значення -log10 P для асоціації з бінарним фенотипом ASD у когорті виявлення. Права вісь y представляє швидкість рекомбінації, а вісь x - хромосомне положення (геномне положення узгоджується із складом hg19). Єдиний SNP, найбільш суттєво асоційований у цій області (rs6452310), позначається фіолетовим діамантом. Навколишні SNP затінені відповідно до їх попарної кореляції (r2) з rs6452310. Генетичні анотації показані під малюнком.

Повнорозмірне зображення

Результати загальногеномного аналізу асоційованості геному проілюстровано на додатковому малюнку S5 для зразка відкриття та додатковій таблиці S5 для сімейств симплексних та мультиплексних окремо. Аналіз асоціації, заснований на генах, виявив значну асоціацію кількісної аутистичної ознаки та гена TTC25 (значення P = 3,4 × 10 −7) у хромосомі 17 (таблиця 3). Ця асоціація була обумовлена ​​не одним варіантом, а дев'ятьма варіантами, чотири з яких показали номінально значущу асоціацію з кількісною аутичною ознакою (значення P 2 = 1) з дев'ятьма варіантами, виявленими в марках посилення гістону та ділянках зв'язування. мотиви змінюються як функція варіативних змін алеля (Додаткова таблиця S7). Ген також номінально асоціювався з аутизмом у когорті ERF (значення P = 0,045). Сукупний ефект 15 варіантів гена TTC25 (додаткова таблиця S8) у зразку для реплікації був набагато меншим (розмір ефекту = 1,75). Мета-аналіз зразків виявлення та реплікації призвів до поліпшення сигналу асоціації (P-значення = 1,5 × 10 −8).

Повний розмір таблиці

Аналіз треків

Аналіз збагачення шляху, заснований на номінально значущих генах, в аналізі асоціацій на основі генів (Додаткова таблиця S9) показав значно збагачений шлях передачі сигналу білка SMAD (значення P = 2 × 10 −5) та ряд категорій збагачення розвитку травної системи (Додаткова таблиця S10).

Обговорення

У цьому дослідженні ми виявили новий ген TTC25, пов'язаний з кількісною ознакою аутизму. Асоціація гена TTC25 у когортному дослідженні свідчить про те, що ген може мати відношення до більш широкого фенотипу ASD у загальній популяції. Крім того, ми визначили шлях передачі сигналу білка SMAD та серії категорій розвитку травної системи як значно збагачені генами, номінально асоційованими з кількісною аутичною ознакою. Крім того, наше дослідження пропонує додаткові докази раніше виявленої асоціації міжгенних локусів у 5p14.1 з бінарним фенотипом ASD.

Крім того, ми виявили зв'язок ASD з відомим регіоном у 5p14.1. Це одна з небагатьох реплікаційних областей GWA, яка включає довгий некодуючий ген РНК, MSNP1AS (псевдоген мієзину 1, антисмисловий) із ризиком розвитку АСД. 66 Цей регіон також асоціюється з фенотипами спектру соціальних комунікацій у загальній популяції, які підтримують роль 5р14.1 як кількісного локусу ознак АСД. 49 MSNP1AS демонструє дуже високу гомологію послідовності до транскрипту хромосоми MSN X, який бере участь у розвитку мозку. 66 MSNP1AS надмірно експресується (у 12,7 рази) в посмертній корі головного мозку осіб з РАС. 66 Цікаво, що наш найбільший успіх не був відтворений у вибірці PGC і навпаки. Безліч різноманітних варіантів, виявлених в області 23, 24 5p14.1, може припустити, що множинні алелі в одній області беруть участь в ASD.

На закінчення наше дослідження виявило новий ген TTC25, який асоціюється з аутизмом у популяції з РАС, де більшість пацієнтів мають нормальний інтелект. Повторення асоціації TTC25 у когортному дослідженні свідчить про те, що цей ген може також мати відношення до більш широкого фенотипу ASD у загальній популяції. Однак залишається оцінити, чи ці висновки також справедливі для пацієнтів з РАС з інтелектуальними вадами. TTC25 надмірно експресується у фронтальній корі та яєчках, і, як відомо, він бере участь у русі інфузорії і, отже, є цікавим геном-кандидатом на аутичну ознаку. Крім того, ми виявили значно збагачений шлях передачі сигналу білка SMAD та ряд категорій розвитку травної системи в кількісному аналізі шляхів аутичного ознаки. Наша знахідка дає нове розуміння генетичного фону кількісних ознак аутизму.