目前近视眼是全球范围内最常见的一类屈光不正。原发性近视眼可以分为单纯性近视眼和病理性近视眼。单纯性近视眼是为了适应外界环境而形成的屈光现象,通常生长发育完成后近视屈光度数即稳定,不会造成后极部视网膜病变,屈光度数一般在-6.00 D以下。而病理性近视眼除了近视屈光度数进行性加大和眼轴异常增长外,常伴有漆裂纹、Fuch斑、黄斑出血及视网膜脉络膜萎缩等眼部病理性改变,可引发视网膜脱离、黄斑变性、白内
目前近视眼是全球范围内最常见的一类屈光不正。原发性近视眼可以分为单纯性近视眼和病理性近视眼。单纯性近视眼是为了适应外界环境而形成的屈光现象,通常生长发育完成后近视屈光度数即稳定,不会造成后极部视网膜病变,屈光度数一般在-6.00 D以下。而病理性近视眼除了近视屈光度数进行性加大和眼轴异常增长外,常伴有漆裂纹、Fuch斑、黄斑出血及视网膜脉络膜萎缩等眼部病理性改变,可引发视网膜脱离、黄斑变性、白内障和青光眼等病理性疾病,屈光度数多在-6.00 D以上,常达到-10.00 D或更高。随着近视屈光度数的增加和眼轴的增长,眼部发生病理性改变和并发症的风险亦明显增加,甚至可导致不可逆的视力损伤和盲。近视眼严重影响患者的生活质量,并带来沉重的经济负担,已经成为全球低视力的首要原因和重要的公共卫生问题[1]。
目前普遍认为近视眼是与环境和遗传因素共同作用有关的复杂疾病[2]。这种复杂疾病具有遗传异质性、外显不完全、传递机制不确定以及单个基因效应微弱等特点,限制了传统连锁分析和候选基因研究策略在寻找疾病致病基因中的作用。全基因组关联研究(genome-wide association study,GWAS)无需预先假设某些特定的基因或位点与疾病相关联,而是在全基因组范围系统地寻找与疾病表型相关的遗传变异,这种无偏倚的特性更适合对复杂特征进行遗传剖析,有助于从整体角度捕获新的易感基因。随着高通量基因分型技术和生物信息技术的迅猛发展,GWAS成为研究常见复杂疾病遗传易感基因的主要手段。GWAS已广泛用于眼科疾病的研究[3],在近视眼遗传研究领域也取得了阶段性成果。本文将对近视眼GWAS的进展进行综述。
一、近视眼GWAS的现状
近年来GWAS已经成为研究近视眼遗传易感因素的有效策略。迄今为止,已有多项GWAS对近视眼相关表型,如等效球镜屈光度数(spherical equivalent,SE)或内表型,如眼轴长度(axial length,AL)、角膜曲率(corneal curvature,CC)的遗传易感基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)进行探索和研究,并在亚洲和高加索人群中鉴定出与多个近视眼及其屈光表型发病风险相关的易感位点,极大地更新了对近视眼遗传构架的认识。
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亚洲人群的近视眼GWAS
病理性近视眼具有较高的遗传度,更容易发现致病相关位点。然而,病理性近视眼的眼部变性与临床病程有关,尚未发展到相应程度的病理性近视眼难以确诊,为遗传学或流行病学研究带来一定的困难。尽管病理性近视眼与高度近视眼并不完全等同,但是二者表型上有着相当程度的交叉重叠,因此遗传学研究中常常以高度近视眼代表病理性近视眼。亚洲尤其东亚地区的高度近视眼患病率较高,可以获得较大的高度近视眼样本量,因此这些地区的研究多是基于高度近视眼的病例-对照研究设计,目标在于鉴定高度近视眼的遗传易感变异。
Nakanishi等[4]首次报道以日本人为研究对象的近视眼GWAS。第一阶段对297例病理性近视眼患者和977例对照者进行比较研究,第二阶段用533例近视眼患者和977例对照者进行验证。合并后进行Meta分析,鉴定出染色体11q24.1上的最显著关联位点rs577948(P=2.22×10-7),该位点位于基因BLID和LOC399959之间。随后,Li等[5]在中国和日本人群中完成了另一项高度近视眼的GWAS,发现关联最强的位点rs6885224位于染色体5p15.2的CTNND2基因内(P=7.84×10-6)。这一区域曾被报道与常染色体显性遗传高度近视眼有关[6]。Lu等[7]和Yu等[8]在中国人群中的重复研究验证了上述结果,然而不同于先前研究的是rs6885224最小等位基因具有保护效应[7]。初期的GWAS虽然多数采用了两阶段设计方案,但是有限的样本量仍然导致检验效能较低。
Li等[9]在中国汉族人群中进行多阶段GWAS,发现染色体4q25上的rs10034228为高度近视眼最显著的关联位点,位于先前鉴定的近视眼连锁位点MYP11之内。该结果在另一个针对中国人群的研究中得到验证[10]。Shi等[11]鉴定出高度近视眼关联位点rs9318086位于13q12.12的MIPEP基因内。后续研究增大样本量后又鉴定出两个新的易感基因,即VIPR2(7q36.3)和SNTB1(8q24.12)[12]。动物实验曾报道VIPR2基因参与形觉剥夺小鸡近视眼的发展[13],候选基因关联研究也验证了中国汉族人群中VIPR2与高度近视眼的遗传易感性[14]。SNTB1基因影响胆固醇代谢,推测其与眼轴增长和近视眼发展之间可能存在一定关系[15]。
Khor等[16]在4个独立的东亚人群中开展高度近视眼GWAS,纳入来自中国大陆和香港[11,12]以及新加坡(华人)、日本的1 603例高度近视眼患者和3 427例对照者,结果显示rs13382811和rs6469937与高度近视眼相关;对来自中国香港、新加坡(华人)和日本的1 241例高度近视眼患者和3 599例对照者进行进一步验证,并将两阶段合并进行Meta分析,再一次显示该位点与高度近视眼关联。rs13382811位于ZFHX1B基因内含子,rs6469937位于SNTB1基因内含子,与之处于同一连锁不平衡区域的高度近视眼易感位点已被相关研究报道[12]。ZFHX1B和SNTB1基因在人类的视网膜和巩膜均有表达,在离焦诱导的小鼠近视眼视网膜和RPE的表达显著下调,而在巩膜的表达上调。
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高加索人群的近视眼GWAS
大多数GWAS虽然采用了两阶段设计方案,但是检验效能仍然不足以检出频率低或效力弱的遗传变异。为了进一步提高统计学效能,近视眼GWAS逐渐趋向国际和国内多中心协作,采用数以万计的大样本量以及多个人群的独立重复验证来完成。高加索人群的高度近视眼患病率不及亚洲人群,因此近视眼GWAS的主要方法是以SE作为量化指标,基于人群获得较大的样本量,从而研究与屈光不正数量性状相关的遗传易感变异。
Solouki等[17]和Hysi等[18]分别进行了两项高加索人群的屈光不正GWAS,研究结果同时发表于Nature Genetics。第一阶段分别纳入5 328例荷兰人和4 270例英国人,第二阶段纳入对象超过10 000例,其中部分研究对象为两个研究共享。Solouki等[17]鉴定出位于染色体15q14上的最显著相关SNP rs634990(P=2.21×10-14),毗邻GJD2基因。GJD2基因编码连接蛋白CX36,在视网膜电流的传递过程中起着重要作用。Hysi等[18]鉴定出染色体15q25上的最显著相关SNP rs8027411(P=2.07×10-9)邻近RASGRF1基因。在Rasgrf1基因敲除的动物模型中,RASGRF1基因的表达缺失导致光感受器和视觉感知过程出现明显缺陷。这两项高加索人群的研究结果得到学界广泛关注,多个后续研究对15q14和15q25上的阳性易感位点进行了验证。Verhoeven等[19]、Schache等[20]及Hayashi等[21]的研究均支持15q14与高度近视眼阳性关联,而15q25未能得到相同结果[19,20,21]。但是,在中国人群最近的一项验证研究中却得到相反的结果,发现15q25上的rs8027411(P=0.012)与高度近视眼显著性关联,而15q14的rs634990与高度近视眼无显著性关联(P=0.54)[22]。除了等位基因频率变化、连锁不平衡结构不同、人群分层混杂和环境因素影响外,假阳性错误和检验效能不足可能是造成结果不同的主要原因。
Meng等[23]进行了目前唯一的法国人群高度近视眼的病例-对照GWAS。在质量控制后的187例高度近视眼患者和1 064例对照者中,鉴定出高度近视眼易感位点rs189798(8p23)位于MYP10,但是结果未进行第二阶段重复验证。利用千人基因组计划的测序数据对GWAS结果进行基因型填补,发现rs17155227在患者和对照者中的差异具有统计学意义。两个SNP跨度30 kb,位于MIR4660和PPP1R3B基因之间。这项研究没有重复以往研究报道的任何屈光不正位点或区域。Stambolian等[24]开展一项多中心屈光不正GWAS,来自5个研究中心的发现样本和10个研究中心的重复样本26 953例,鉴定出1个新的屈光不正位点rs10500355,位于RBFOX1基因内,是一个特异性神经元剪接因子,调控与神经元发育和成熟有关的大范围可变剪接。然而,研究也未能重复以往研究报道的欧洲人群屈光不正GWAS的结果[17,18]。
Verhoeven等[25]和Kiefer等[26]的研究成果标志着GWAS在近视眼遗传学研究领域取得突破性进展。研究不仅验证了以往的近视眼GWAS结果[17,18],还分别鉴定出多个新的屈光不正和近视眼易感位点。Verhoeven等[25]在第1和第2阶段分别纳入了37 382例欧洲患者和8 376例亚洲患者,结果显示两个屈光不正最显著相关位点rs524952和rs4778879分别位于染色体15q14和15q25,该结果与以往研究报道相同[17,18],另外16个位点未曾被报道,Meta分析又发现8个新的位点。针对9 307例受试者的队列研究进行加权遗传风险评分,β回归系数最低为1.88、最高为3.63,与之相关的比值比(odds ratio,OR)最低为0.38、最高为10.97,提示了相关的等位基因评价近视眼发病风险的临床预测意义。Kiefer等[26]收集的总样本量超过5万,第1阶段发现22个近视眼易感位点,第2阶段验证了其中11个SNP,同时也验证了近视眼易感区域15q14和15q25[17,18]。研究构建了Cox比例风险回归模型,对近视眼初始发病年龄的全基因组生存进行分析,结果显示近视眼遗传倾向得分与10岁前发病的近视眼有较强关联。
比较上述两项研究:(1)Verhoeven等[25]的数据来自35个参加研究的机构,采用SE相关的典型GWAS Meta分析;Kiefer等[26]的资料来自问卷调查,涉及近视眼发病年龄的GWAS生存分析。尽管两个研究采用了不同的研究设计方法和分析策略,但是结果仍显示大量具有统计学意义的遗传易感区域相互重叠。(2)Verhoeven等[25]的研究采用OR进行风险评估,而Kiefer等[26]研究采用风险比(hazard ratio,HR)进行风险评估,虽然两个研究采用了不同的统计学指标,但是所有显著性易感位点的效应方向高度一致。(3)Verhoeven等[25]的研究对象来自国际多中心研究机构,Kiefer等[26]的研究对象来自遗传公司客户群,尽管两个研究收集对象的途径不同,但是都汇集了大量的样本,大规模GWAS产生的统计学效能是获得稳定结果的关键。(4)研究结果支持视觉信号激发的视网膜-巩膜级联反应导致近视眼发生和发展的模式,提示眼球和神经元的早期发育对于近视眼发生和发展的重要性,并在一定程度上揭示近视眼发病年龄与屈光不正度数在遗传学方面的相似性。在此基础上,研究者在不同人群中进行了验证研究。Simpson等[27]以来自9个研究机构的欧洲人群为研究对象进行GWAS,结果再次显示10个近视眼易感基因得以重复。Yoshikawa等[28]纳入3 712名日本健康志愿者进行屈光度数的数量性状位点分析,仍然显示15个近视眼和屈光不正易感基因可以被重复。
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近视眼相关内表型的GWAS
内表型是相互独立的且有各自特定遗传基础的数量性状标志,表现出复杂疾病的一部分特征。采用内表型来研究复杂疾病的遗传基础,可以增加定位易感基因的效能,并有助于解释遗传变异和疾病之间的联系。
AL是眼球屈光力最主要的影响因素,与近视眼密切相关。Fan等[29]采用新加坡3个独立研究的华人和马来人以及日本两个研究小组的病例-对照样本,鉴定出位于染色体1q41上的遗传位点rs4373767与AL最显著相关。这个位点附近的ZC3H11B、SLC30A10和LYPLAL1基因在人类神经、视网膜和巩膜均有表达,基因转录和蛋白表达在近视眼小鼠模型的视网膜和巩膜上有显著改变。Cheng等[30]对Verhoeven等[25]的12 531例欧洲研究对象和8 216例亚洲研究对象进行AL-GWAS,发现9个与AL关联的易感区域,其中LAMA2、GJD2、CD55、ALPPL2和ZC3H11B也与屈光不正相关[29]。随后在另外23 591例研究对象中检查这些易感位点与SE的关联,发现rs994767(ZC3H11B)、rs11073058(GJD2)、rs12193446(LAMA2)与SE关联且效应的方向一致。
角膜是眼球重要的屈光介质,CC是另一个影响眼球屈光力的关键因素。Han等[31]在10 008例亚洲人中进行了首项CC相关的GWAS,发现两个基因与CC有关。FRAP1基因(1p36.2)在细胞的生长和增殖以及调节转录活动方面具有广泛影响;PDGFRA基因(4q12)通过激活微管结合蛋白和PI3蛋白激酶,参与角膜上皮细胞和基质胶原纤维的生长。Mishra等[32]随后报道了澳大利亚人群CC的GWAS,证实了PDGFRA基因与CC相关,并且提示TRIM29可能也与CC存在联系。PDGFRA基因也被发现与亚洲人群的角膜散光有关[33]。Guggenheim等[34]在欧洲白人儿童中验证了PDGFRA基因不仅与CC相关,也与角膜散光相关。最近,Chen等[35]在12 660名亚洲人群中完成了一项三阶段CC的GWAS,结果除了前述两个基因外,还鉴定出CMPK1和RBP3两个新基因。
实际上,屈光不正具有连续而非离断的数量特征。如果以球镜屈光度数量化屈光不正,则近视眼和远视眼可以视作不同数量的屈光不正表现形式。因此,Simpson等[27]对16 830例近视眼欧洲人和14 981例远视眼欧洲人进行GWAS。第一阶段发现rs10113215(8q12)与近视眼相关,但是在第二阶段并未得以重复;Meta分析鉴定出近视眼易感位点rs4326350(8p23),法国的一项研究也曾报道了这个易感区域[23]。该研究同时鉴定出两个远视眼相关位点rs11073060(15q14)和rs10089517(8q12),与先前报道的近视眼[26]和屈光不正[25]易感区域重叠。结果证实了近视性屈光不正与远视性屈光不正之间存在联系,暗示这些位点对于屈光不正的变化起着重要作用。
二、近视眼GWAS的深度分析
分子生物学和信息技术的发展给遗传学研究带来前所未有的机遇。近视眼GWAS得以大范围开展,并取得重大成果,同时也暴露出一定的问题和局限性。针对这些问题,一些新的策略和方法被应用到近视眼GWAS数据的深度分析中,弥补了经典GWAS的不足之处,进一步提高了对近视眼遗传易感因素和发生机制的认识。
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发掘缺失的遗传度
尽管GWAS已经成功地鉴定出多个近视眼相关的遗传位点,但仍然难以完全揭示近视眼的遗传学特征。发掘缺失的遗传度成为近视眼遗传学研究的一项重大任务。鉴于GWAS的研究设计和方法,缺失的遗传度可能来自高频或常见变异,即最小等位基因频率(minor allele frequency,MAF)>5%,或低频或少见变异(MAF 1%~5%)及罕见变异(MAF<1%)以及基因组结构变异等。
1.被遗漏的常见变异位点:
GWAS需要在全基因组范围内同时检测数以百万计的序列变异及其与疾病表型的关联,因此涉及多重假设检验。过于严格地校正多重检验导致的Ⅰ类错误具有增加Ⅱ类错误的可能,可能遗漏一些真正具有生物学关联的SNP位点。提高检验效能最直接有效的方式就是增加样本量。通过研究机构之间的资源共享模式以及通过Meta分析合并多个独立研究数据的方式,直接或间接地增加样本量,已经被普遍应用到近视眼GWAS[12,16,17,18,24,25,26]。Solouki等[17]和Hysi等[18]先前采用的多阶段设计方法,减少了基因分型的工作量,使用重复验证降低了研究的假阳性率,采用Meta分析增加了检验的效能,然而有限的样本量仍然限制了屈光不正相关位点的检出。Verhoeven等[25]和Kiefer等[26]采用更大的样本量和更严谨的设计分析策略,不仅验证了15q14和15q25,还发现了一系列新的屈光不正和近视眼易感位点。因此,大规模样本结合高通量芯片提升了GWAS的检验效能和结果的稳健性,更有助于在全基因组水平扫描复杂疾病相关的常见易感位点。此外,目前GWAS的Meta分析已经在数据合成模式、解释推理工具以及异质性处理等方面进行优化,有利于发现一些遗漏的常见变异位点[36]。
2.未覆盖的低频变异位点:
GWAS是基于"常见疾病常见变异"假说设计,因此先前的研究平台并未涵盖人类基因组中低频遗传变异,较难有效地检测少见或罕见的高风险遗传变异。不断涌现的研究结果表明,罕见遗传变异在遗传模式不明确的情况下仍具有较大的效应值,"常见疾病罕见变异"假说受到关注。Verhoeven等[25]和Kiefer等[26]的研究也显示,已发现的遗传变异位点的效应值与等位基因频率成反比,变异的效应值强则往往等位基因频率较低。千人基因组计划建立了不同人种中所有常见变异及绝大部分少见变异的目录,进一步推动了新一代GWAS的发展,包含少见变异的基因分型芯片已经投入使用。例如Illumina公司的Omni芯片,除了提供人类少见变异(MAF>1%)的密集覆盖,有利于鉴定基因组中与疾病关联的高价值区域,还提供自定义的基因分型位点,有利于针对目标区域进行精细作图,以便寻找疾病的相关变异。利用新型的基因分型芯片,已经初步鉴定出MAF=0.017的近视眼易感位点,即位于EHBP1L1基因内的chr11:6S348347(P=2.1×10-7)[26]。Omni ZhongHua芯片特别覆盖中国人81%常见变异和60%少见变异,可用于在中国人群中探索全新的疾病和性状关联,为在中国人群的开展近视眼GWAS带来了新的契机。
但是基因芯片只能检测已知序列的特征,而测序技术能够全面反映基因组DNA上的遗传信息。高通量的下一代测序技术很好地弥补了基因芯片的不足,已经成功地鉴定出一些导致非综合征性近视眼的罕见变异。利用外显子测序技术,Shi等[37]在中国汉族高度近视眼大家系中鉴定出ZNF644基因的一个新突变A672G;Zhao等[38]鉴定出CCDC111基因的错义突变c.265T>G在人眼各组织均有表达。最近两项目标区域重测序研究分别鉴定出SCO2基因终止密码子突变c.157C>T以及LRPAP1基因的突变与高度近视眼有关[39,40]。目前外显子测序技术或目标区域重测序研究还不能覆盖所有编码区的致病变异,尚需在测序深度和精度、数据分析与拼接等方面进一步完善。而随着全基因组测序技术的进步和成本的下降,连锁分析也再次成为鉴定疾病致病基因的有力工具[41]。用于全基因组连锁分析的统计学软件应运而生,如优化测序个体的GIGI-Pick[42]、处理测序数据的SEQLinkage[43]等,有望在发现罕见变异方面取得突破性进展。
3.基因组结构变异:
拷贝数变异(copy number variation,CNV)是基因组结构变异的一种重要来源,在不同人群中的分布频率存在差异,并可能影响基因表达和表型改变,因此也成为新一代的遗传标记。SNP以及CNV均与疾病特定表型的产生相关,二者分析结果的互补将更有利于易感位点的发现和确定,获得对疾病遗传特征更为完整的理解。近年来,人类基因组结构变异图谱的构建,CNV研究平台的建立和优化,CNV获取数目和精度的不断提高,为高通量筛查CNV提供了全新的研究策略。在SNP杂交芯片基础上发展的比较基因组杂交成为研究拷贝数目差异的重要手段。借鉴SNP的GWAS策略,威康信托基金会病例控制协会进行了多种常见复杂疾病的CNV-GWAS,并提出了相应的研究方法和数据处理流程[44]。借助高通量的下一代测序技术,可以对罕见CNV进行鉴定和精确定位[45]。然而,这一系列研究成果目前还主要集中在神经精神疾病等领域,对于CNV与近视眼的关联研究尚在探索阶段。
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阐释遗传变异的生物学意义
目前GWAS鉴定的与疾病相关的变异,只是在基因组水平考量变异的统计学关联,或从物理学角度描述变异的位置,遗传变异的生物学意义仍不明确。挖掘GWAS产生的海量数据,寻找其与生物学功能的内在联系,将为我们理解近视眼的遗传机制提供更深刻的认识。
1.遗传变异的功能预测和注释:
遗传变异的理化特征可以用来预测变异的生物学功能,数据库资源的快速累积为预测和注释遗传变异提供了可能。DNA元件百科全书的完成更进一步地丰富了遗传变异的生物学信息,推动了遗传变异调控机制的研究。目前SNP注释和优化工具不仅提供基因组调控区和编码区的变异信息,也提供非编码区的变异信息。Verhoeven等[25]利用加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)基因组浏览器搜寻组蛋白修饰标记H3K27ac,利用HaploReg注释工具查找增强子组蛋白标记、DNase高敏位点和结合蛋白等,发现许多近视眼关联位点包含这些活性调控因子,提示这些调控因子导致基因表达和蛋白产物的改变,从而影响近视眼的发生和发展。Cheng等[46]结合HaploReg分析GWAS结果,发现与AL最相关位点rs12193446位于启动子和增强子组蛋白标记和DNase高敏位点内,并影响EP300、TCF4、STAT3、GATA2和RFX4的交互作用。TCF4基因的突变引起以高度近视眼为主要眼部特征的Pitt-Hopkins综合征。
2.生物学通路和网络的关联分析:
现有的结果已经揭示了近视眼的发生和发展过程涉及大量的生物学通路,以单个位点或单个基因为研究单位的GWAS存在明显的局限性。生物通路和网络分析方法从基因相互作用的角度,考虑各个基因对疾病的共同作用,从生物通路和网络整合的角度,帮助揭示疾病的分子机制,因而成为生物信息学处理GWAS数据的核心手段。研究者使用生物通路和网络分析软件,基于后台高度结构化的数据库,对现有的近视眼和屈光不正GWAS结果数据进行了进一步的分析和探索。Hysi等[47]利用先前两项大规模GWAS数据进行通路关联分析,发现基因产物大多涉及细胞循环和生长通路,如促分裂原活化蛋白激酶和TGF-β/SMAD通路。Cheng等[46]发现Wnt通路与屈光不正和AL共享的易感基因相关。Hysi等[48]以最显著SNP法为基础,应用可视化注释数据库实现基因集富集分析,将关联分析结果用于考察在基因本体、BioCarta和京都基因与基因组百科全书(KEGG)等生物通路中是否富集了屈光不正相关基因。新的通路分析策略整合全基因组基因表达关联数据和全基因组疾病关联数据,更能结合现有生物学知识,并充分利用GWAS数据的大量遗传信息。
三、小结与展望
综上所述,现阶段的近视眼GWAS取得了令人瞩目的成绩。研究发现了大量近视眼和屈光不正相关的易感位点和基因,更新了对近视眼遗传背景的认识;探索近视眼相关内表型,也发现并证实一些基因与特定的眼部生物学测量参数相关,为阐明近视眼的分子发病机制提供了更多的线索;国际合作研究和数据共享在近视眼GWAS取得的重大成果,成功地揭示了基因通路与近视眼和屈光不正的关系,深化了对近视眼和屈光不正遗传构架的理解。尽管如此,近视眼GWAS显现出来的局限性也不容忽视。目前GWAS对于鉴定常见变异的效果显著,而对于发现罕见变异的作用甚微,也无法获得结构变异信息;发现近视眼相关变异的效力倾向于中等或微效,对于人群近视眼的影响有限,且大多数并不真正具有功能意义;研究对象并未严格区分病理性近视眼和单纯性高度近视眼,降低了捕获靶标的概率;尽管产生了海量的遗传学数据,其生物学意义仍不十分明确。要将这些成果真正应用于临床,还需开展大量的工作。
展望未来,后续研究将随着先进技术手段的发展而不断优化,基因定位研究与基因功能研究协同发展。随着新一代测序技术进步,有望在全基因组水平上实现大规模的检测和精细定位,发现更多与疾病或表型关联的微效基因变异;将高通量测序技术应用在转录和翻译水平,如染色质免疫共沉淀技术(chromatin Immunoprecipitation,ChIP)结合芯片或测序,即CHIP-chip、CHIP-seq,有望在全基因组范围内进行功能研究,为基因转录调控机制研究提供有力工具;高通量的蛋白分析技术(如单分子互作测序技术)的应用,可提升蛋白分析的灵敏度、准确性和多重性;多种全基因组规模的分子检测芯片开发,使得在全基因组范围内同时进行上千万个基因的表达谱分析成为可能。另一方面,复杂疾病的流行遗传病学研究仍然需要充分的样本支持和有效的数据保障。尽管相较于高加索人群近视眼GWAS,亚洲人群尤其是国内近视眼GWAS仍然处于发展阶段,但是如果能够利用中国遗传资源丰富的优势,增进研究机构间合作,扩充病理性近视眼样本进行GWAS研究;或者集中大量高度近视眼家系进行全基因组连锁分析,在连锁信号出现区域进行区域关联分析,将有利于发现与近视眼相关的功能位点和遗传机制。通过合理设计结合先进技术,相信在未来近视眼致病机制的寻找和探索方面GWAS将更有所作为。
GWAS时代的到来为近视眼发病机制的研究带来了新的契机。大规模的合作研究和数据共享,实验技术的创新和综合应用,统计分析方法和生物信息方法的高速发展以及基因组学、蛋白组学和表观遗传学数据的整合,将为揭示变异-基因-环境因素之间的交互作用关系,理解近视眼的遗传易感因素和发生、发展机制,探索有效的风险预测和基因干预,提供新的手段和线索。
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