ความผิดปกติของออทิสติกสเปกตรัมส่งผลกระทบต่อเด็กประมาณ 2% ในสหรัฐอเมริกา แม้ว่าส่วนใหญ่จะเป็นกรรมพันธุ์ แต่ก็มีจำนวนน้อยที่เป็นผลมาจากความผันแปรทางพันธุกรรมที่หาได้ยาก การศึกษาใหม่ให้ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่ใหญ่ที่สุดจนถึงปัจจุบันเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุกรรมที่อยู่เบื้องหลังออทิสติกและสภาวะการพัฒนาทางระบบประสาทอื่นๆ ผลการวิจัยเผยให้เห็นยีน 185 ยีนที่เกี่ยวข้องกับออทิสติก หลายครั้งเป็นครั้งแรก การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Genetics ฉบับวัน ที่ 18 สิงหาคม
การศึกษาได้ตรวจสอบจีโนมของผู้เข้าร่วมมากกว่า 150,000 คน ในกลุ่มนี้ 20,000 คนได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นออทิสติก ผลการวิจัยนำเสนอการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมมากที่สุดเกี่ยวกับรูปแบบที่หลากหลายของความแปรปรวนทางพันธุกรรมในออทิซึม และช่วยให้เข้าใจถึงรากของโมเลกุลของการพัฒนาสมองและความหลากหลายทางระบบประสาท นำเสนอแนวคำถามใหม่ๆ ที่มีศักยภาพในการทำความเข้าใจชีววิทยาของออทิซึม
Kathryn Roeder ผู้เขียนร่วมอาวุโส ศาสตราจารย์ UPMC ด้านสถิติและวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตใน ภาควิชากล่าวว่า “การได้รับประโยชน์จากความร่วมมือระดับนานาชาติและการรวบรวมข้อมูลจำนวนมหาศาล เราได้ระบุยีนหลายร้อยยีนที่สามารถติดตามในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับออทิซึมได้” สถิติและวิทยาศาสตร์ข้อมูล ที่มหาวิทยาลัย Carnegie Mellon “ด้วยการค้นพบนี้ เราเริ่มเข้าใจว่ายีนและความแปรผันทางพันธุกรรมเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างไรในระหว่างการพัฒนาระบบประสาท”
การศึกษานี้ได้รับประโยชน์จากวิธีการวิเคราะห์ข้อมูลแบบใหม่ที่เน้นที่ส่วนของรหัสโปรตีนของจีโนมที่เรียกว่า exome เพื่อเปิดเผยตัวแปรทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับออทิซึม นักวิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลการจัดลำดับ exome จากกลุ่มออทิสติกซีเควนซิ่ง Consortium โครงการ Simons Foundation Powering Autism Research (SPARK) และโครงการ Lundbeck Foundation Initiative for Integrative Psychiatric Research วิธีการนี้สร้างข้อมูลจำนวนมากซึ่งวิเคราะห์โดยใช้การประมวลผลแบบคลาวด์เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกับออทิซึม
ผู้เขียนร่วม Bernie Devlin กล่าวว่า “ทรัพยากรที่รวมกันโดยการทำงานร่วมกันนี้ทำให้เราสามารถดึงข้อมูลจากข้อมูลทางพันธุกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเริ่มล้อเลียนความสัมพันธ์ระหว่างออทิสติกและความพิการทางพัฒนาการอื่นๆ ศาสตราจารย์ด้านจิตเวชศาสตร์และวิทยาศาสตร์คลินิกและการแปลที่มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก
ทีมวิจัยระบุยีน 185 ยีนที่เกี่ยวข้องกับออทิสติกอย่างมีนัยสำคัญ หลายสายพันธุ์เป็นของใหม่และไม่ได้รับการสืบทอดจากผู้ปกครอง ความผันแปรนี้เป็นผลมาจากการสูญเสียยีนหนึ่งสำเนา การเปลี่ยนแปลงการสะกดของยีนหรือสำเนาที่ซ้ำกันซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงการทำงานของยีนได้ทั้งหมด
นักวิจัยได้เปรียบเทียบตัวแปรออทิสติกที่เพิ่งระบุใหม่กับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ 31,000 ครอบครัว โดยที่เด็กคนหนึ่งได้รับการวินิจฉัยว่ามีพัฒนาการล่าช้า และ/หรือภาวะพัฒนาการทางระบบประสาทอื่นๆ พวกเขาพบว่ามีการทับซ้อนกันอย่างมากระหว่างยีนที่ระบุใหม่กับเงื่อนไขอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับพัฒนาการล่าช้า
ในการศึกษานี้ Roeder มุ่งเน้นไปที่การแสดงออกของยีนในเซลล์ประสาทของมนุษย์ที่กำลังพัฒนา เธอกำหนดว่ายีนที่เชื่อมโยงกับพัฒนาการล่าช้าเป็นส่วนใหญ่ มีแนวโน้มว่าจะมีบทบาทในการพัฒนาเซลล์ประสาทในระยะแรก ในทางกลับกัน ยีนที่เกี่ยวข้องกับออทิสติกมักจะมีบทบาทในเซลล์ประสาทที่โตเต็มที่
นอกจากนี้ ทีมงานยังพบว่ายีนบางส่วนที่สัมพันธ์กับออทิสติกมากขึ้น แสดงให้เห็นการทับซ้อนของยีนที่ค้นพบในการ ศึกษาโรคจิตเภท ก่อนหน้า นี้ ผลลัพธ์นี้ชี้ให้เห็นถึงวิถีทางชีววิทยาที่ใช้ร่วมกันที่เป็นไปได้ซึ่งอยู่ภายใต้เงื่อนไขทั้งสอง
ด้วยข้อมูลใหม่ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในไม่ช้าจากโครงการ SPARK และวางแผนที่จะวิเคราะห์ข้อมูลจีโนมทั้งหมดที่มีทั้งลำดับการเข้ารหัสและไม่เข้ารหัส นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะกรอกภาพที่สมบูรณ์มากขึ้นของสถาปัตยกรรมทางพันธุกรรมของออทิสติกและเงื่อนไขที่เกี่ยวข้อง
“นี่เป็นเพียงขั้นตอนการค้นพบครั้งแรก” แฮร์ริสัน แบรนด์ ผู้ร่วมวิจัยคนแรกและสมาชิกร่วมของ Broad Institute กล่าว ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาที่โรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์เจเนอรัลและโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดกล่าว “ตอนนี้เรามีรายการยีนที่มีความมั่นใจสูงแล้ว เราสามารถนำไปสู่ขั้นตอนการสร้างแบบจำลองการทำงานเพื่อสำรวจกลไกทางชีววิทยาที่รองรับลักษณะของออทิซึม”
Roeder และ Devlin เข้าร่วมการศึกษาครั้งนี้โดยเพื่อนร่วมงานจาก University of Pittsburgh School of Medicine, Broad Institute of MIT และ Harvard, Icahn School of Medicine ที่ Mount Sinai และ University of California San Francisco โครงการชื่อ “รูปแบบการเข้ารหัสที่หายากให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมทางพันธุกรรมและบริบทฟีโนไทป์ของออทิสติก” ได้รับเงินทุนจากมูลนิธิ Simons เพื่อการริเริ่มการวิจัยออทิสติก ซึ่งรวมถึง SSC-ASC Genomics Consortium และโครงการ SPARK สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ สถาบันสุขภาพจิตแห่งชาติ สถาบันสุขภาพเด็กและการพัฒนามนุษย์แห่งชาติ และมูลนิธิซีเวอร์
