可能的遗传线索到你的克罗恩病
了解突变的NOD2基因和未经检查的肠道细菌之间的相互作用可能是您的IBD的原因。
编者注意:这个故事是一个新系列的健康中央的一部分,称为“得到你的博士学位!”,这是对那些让他们基础的人的人,并想要提高他们的专业知识。谁准备好了?!
研究人员花了几十年时间试图更好地了解克罗恩病,这是一种慢性炎症性肠病(IBD)。尽管其确切原因仍不清楚,但科学家们对可能在其发育过程中发挥作用的100多种基因了解得越来越多。他们特别关注的是NOD2。
Of the genes linked to Crohn's so far, having an altered NOD2 has been shown to result in the highest risk for developing the disease, with a higher risk for complications, says Gabriel Núñez, M.D., professor in the department of pathology at the University of Michigan Medical School in Ann Arbor, MI. In fact, between 30% and 50% of people diagnosed with Crohn's carry this specific marker.
但只有突变的Nod2基因并不能保证克罗恩在你的未来。远离它:只有3%的人携带它继续发展这种情况。肯定是别的东西 - 或者,相反,万亿岁的东西。
什么是NOD2 ?
首先,回顾一下《遗传学101》:你体内有23对染色体;一半遗传自母亲,一半遗传自父亲。这些染色体包含了成百上千个基因,这些基因编码了在你体内制造各种蛋白质的指令。
Núñez博士说,每个人的DNA中都有NOD2基因,大多数人的NOD2基因工作正常,产生一种叫NOD2的蛋白质。这种蛋白质存在于肠道的细胞中,纽约市克罗恩和结肠炎基金会的转化研究项目副主席安德鲁·胡尔塔多-洛伦佐博士补充道。肠道恰好是你身体中最大的免疫器官,所以如果NOD2检测到入侵微生物的存在,它就会启动对抗感染的分子的生产。当一切正常工作时,那些细菌甚至在你知道它们存在之前就被消灭了。
那么,NOD2突变基因与克罗恩病有什么关系?
当你继承了突变NOD2基因是第一个与克罗恩病风险增加有关的基因,你肠道里的东西可能会出错。“这些突变改变了NOD2蛋白的大小和形状,从而损害了它在细胞内的生物功能,”hurtto - lorenzo博士解释道。
自2001年首次发现这种病以来,NOD2基因的几个突变都与克罗恩病的风险有关,赫尔塔多-洛伦佐博士说。“携带一个NOD2突变体的人,患克罗恩病的风险增加2到4倍。相反,在拥有两个NOD2突变体的人群中,患克罗恩病的风险增加了17到20倍。”他解释道。
虽然不是每个克罗恩氏病患者都有NOD2突变,但三分之一到一半的人至少有一个NOD2突变(而一般人群中只有11%的人携带一个)。此外,据Núñez博士说,研究还表明,NOD2突变主要发生在白种人身上,而在其他群体(比如生活在亚洲和撒哈拉以南国家的人)身上的情况就不那么明显了。
肠道微生物群如何影响NOD2?
关于基因的一个秘密是它们并不总是单独行动。这就是为什么科学家们怀疑有些人有某种突变会出现症状,而其他人不会。Núñez博士说,以克罗恩氏病和NOD2突变为例,研究人员认为,缺失的一环可能存在于正常生活在肠道内的数万亿微生物(包括细菌、病毒和真菌)中。
因为NOD2蛋白的突变会导致免疫功能受损,导致肠道内细菌水平异常。因此,身体的免疫系统会超负荷运转以清除它们,最终引发炎症反应,损害肠道组织,导致常见的克罗恩病症状:疼痛、痉挛、腹泻、呕吐、溃疡等。
哪种细菌是坏人?
“我们不知道引起人类克罗恩病或IBD的细菌,”Núñez博士说。“但我们最近对老鼠的研究表明,罕见的细菌可以积聚并侵入肠道组织,当NOD2基因被删除时,会导致类似人类克罗恩病的结肠炎。”
Núñez博士澄清了大多数细菌。但通常是由健康免疫系统控制的稀有细菌,包括NOD2,可能会引起肠道组织并产生克罗恩的肠道炎症。
2019年的一篇研究综述列举了影响肠道细菌类型的三个主要因素:
你的出生。研究表明,在生命早期,你的肠道微生物群是根据你母亲子宫里的微生物群发展而来的。你是顺产还是剖腹产也会有影响。也就是说,你的微生物群在出生后并不是一成不变的——其他因素会在以后改变它。
你的饮食。您作为婴儿的饮食也有助于您的肠道微生物群开发研究表明,母乳喂养婴儿具有更稳定的微生物群和良好的免疫反应。这项研究说,虽然当你是一个婴儿时,虽然发生了肠道微生物的组成,但是当你是婴儿时,你的饮食也会产生影响。例如,素食饮食与健康,多样化的肠道微生物植物有关,擅长分解不溶性碳水化合物,而西方的非素食饮食可能会产生更多有害的化合物。
抗生素使用。如果你有细菌感染,服用抗生素有明显的好处,但它也有一个缺点:它们也会破坏你肠道微生物群中一些有益的部分。该研究称,这可能会导致有害细菌的生长。同样,益生菌可以对你的肠道菌群产生积极的影响。也就是说,关于益生菌是否对肠道疾病患者有益的研究意见不一。
Nunez博士说,需要更多的研究来充分了解这些潜在不同因素的影响。但很明显,Nod2突变会影响肠道细菌的表现。
你应该检测这种基因突变吗?
If you have Crohn’s disease or if it runs in your family—and about 1 in 5 people with Crohn’s have a blood relative with some form of IBD, according the National Human Genome Research Institute—you're probably wondering if you should get tested for an NOD2 mutation.
低调?这可能是值得的,特别是如果你已经被诊断出来了。这是因为测试可以帮助预测疾病的过程,帮助指导未来的治疗决策。有一些证据表明,该突变对应于更复杂的克罗恩形式,包括穆伦托 - 洛伦佐博士要求手术的肠梗阻。
尽管还需要更多的研究,但赫塔多-洛伦佐博士认为,NOD2突变的阳性检测以及其他临床信息(比如是否有特定的抗体)实际上可以帮助预测你的克罗恩病的预后。
了解你的基因状况也很有价值,因为它可以帮助医生指导你克罗恩病的治疗方法更有效,他解释道。例如,他们可能会从一开始就建议一个更积极的治疗计划。
如果你不已经被诊断出克罗恩病了?在这种情况下,做测试就没那么有用了。这是因为,再一次,预测一个人是否会患克罗恩病并不像发现他们是否有突变的NOD2基因那么简单,Hurtado Lorenzo博士警告说。这种突变仍然不能保证克罗恩的发育。即使你的检测结果呈阳性,这也没有好处,因为(无论如何,在这一点上)你对预防克罗恩病无能为力。
“因为目前还没有针对炎症性肠病的预防性治疗方案,这一信息[从试验中得到的]宁可为承运人创造心理负担,而不是指导医生如何预防点头载体中的疾病发作,“哈伦托洛伦佐博士解释道。
IBD研究的未来
在其他目前的IBD研究中,遗传学仍然是一个巨大的焦点。例如,IBD的首次遗传预后试验于2019年4月刚刚在U.K.和爱尔兰推出。穆伦敦博士 - 虽然Nod2不是它的一部分。他补充说,考试可能有助于医生希望更好地对人们对克罗恩病的患者进行个性化治疗。
测试,称为PredictSure炎症性肠病在诊断时,它测量了可能存在于ibd -克罗恩病或溃疡性结肠炎患者血液中的17个其他基因的表达。Hurtado-Lorenzo博士说:“这17个基因的高水平和低水平分别可以预测发展成侵袭性IBD疾病的高风险或低风险。”
在U.K.,2019年的研究肠道四年后的随访显示,该测试成功地将炎症性肠病患者分为高风险和低风险的侵袭性疾病类别,这有助于指导治疗决定。
并且,在美国,目前研究了该测试的有效性,以预测美国患者的IBD预后。如果该测试获得批准,它将成为美国真正的里程碑批准的第一次IBD预后试验。该研究仍在招聘阶段,所以保持调整 - 但克罗恩和结肠炎基金会希望结果将表现出它在U.K的成功。
最后,在Núñez博士的实验室里,他和他的团队正在动物模型中研究肠道细菌和饮食。“例如,[我们的研究正在研究]NOD2突变与触发克罗恩病的特定细菌之间的联系,”他说。
底线?在环境因素的帮助下,肠道微生物群和遗传学的相互作用正在推动克罗恩的创新研究。这是否意味着关于IBD病因的真正答案终于触手可及?看这个空间。
2001年确定克罗恩病和NOD2突变之间联系的研究:自然.(2001)“NOD2的移码突变与克罗恩病易感性有关。”ncbi.nlm.nih.gov pubmed / 11385577
2009年NOD2和CROHN的研究:微生物和感染.(2009.)“Nod2在克罗恩病发展中的作用”。ncbi.nlm.nih.gov / pmc /文章/ PMC2924159 /
2010年一般人群NOD2患病率研究:医疗协会.(2010.)“NOD2/CARD15基因变异在普通人群中的外显率”。ncbi.nlm.nih.gov / pmc /文章/ PMC2855913 /
2019影响肠道菌群的因素综述:PeerJ.(2019.)“影响肠道菌群组成的因素及其调节”。ncbi.nlm.nih.gov / pmc /文章/ PMC6699480 /
克罗恩病和遗传学信息:美国国家医学图书馆。(2017)“克罗恩病”。ghr.nlm.nih.gov /条件/克罗恩病
NOD2和老鼠体内细菌的研究:科学免疫学.(2019)。“特定的基因微生物相互作用驱动小鼠克罗恩病如结肠炎的发展。”pubmed.ncbi.nlm.nih.gov / 31004013 /
来自NIH的NOD2基因信息:国立卫生研究院(2020)“NOD2基因。”ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles./ PMC5028879 /
家族性克罗恩病:国家人类基因组研究所。“什么是克罗恩病?”genome.gov /遗传疾病/克隆恩氏病#:~:文本= % 20可以% 20 % 20运行% 20,% 20世纪% 20 2030年2 d % % 2020% 20%.
英国预测IBD测试研究:肠道.(2019.)“IBD的一种基于血液的预后生物标志物。”
美国IBD预后检查临床试验:ClinicalTrails.gov。(2020年)“珍贵的研究:预测美国的Crohn&Colitis的结果。”clinicaltrials.gov / ct2 /显示/ NCT03952364
预测IBD预后试验:PredictImmune。(2020年)《测试如何工作》。