纽约(基因组网)——杜克大学的Allen Roses领导的研究人员使用一种新的同相检测方法，相信他们已经在非裔美国人、白种人和西非人群中发现了APOE和TOMM40单倍型的关键差异。这些人群中不同的APOE和TOMM40单倍型可能解释了为什么尽管与白种人相比，非洲裔美国人的APOE4风险等位基因频率较低，但却有相似的阿尔茨海默病发病率。
研究人员假设，在非裔美国人中，许多TOMM40的长等位基因以APOE3-Long单倍型的形式附着，这在白种人中很少观察到，在白种人中几乎所有的TOMM40长等位基因都是APOE4-Long单倍型。杜克大学神经生物学和神经学杰斐逊- pilot教授罗斯说:“这将有助于解释为什么在过去20年里，APOE4与阿尔茨海默氏症的关系在非裔美国人中是不同的。PGx记者．
罗斯和他的同事本周在丹麦哥本哈根举行的阿尔茨海默病协会国际会议上发布了一张海报，展示了他们对来自四个民族的样本的初步分析。他们的发现，如果在前瞻性分析中得到证实和详细阐述，可能会使该领域更接近于开发一种针对不同种族定制的算法，以确定一个人在多大年龄有患上阿尔茨海默氏症相关认知衰退的风险。此外，他们的工作也可能有助于为非裔美国人和混合种族群体的预防和治疗试验的设计提供信息。
罗斯的初创公司仙粉黛制药公司已经在与武田制药公司进行三期合作明天试验在该研究中，制药商希望证明低剂量吡格列酮(被称为AD-4833)在延缓阿尔茨海默病遗传风险高的个体因阿尔茨海默病引起的轻度认知能力下降方面的有效性和安全性。tomorrow中的AD-4833与已上市的糖尿病药物Actos具有相同的活性成分，但剂量计划不同(0.8SR mg QD)。在同一项试验中，研究人员希望验证一种算法，用于预测未来五年内与阿尔茨海默病相关的轻度认知衰退的发病年龄。
罗斯的团队通过分析来自高加索人群的样本，开发了发病年龄风险预测算法，该算法考虑了人们的年龄、APOE和TOMM40基因型。Roses认为，将TOMM40基因型添加到载脂蛋白e snp中，比仅使用载脂蛋白e基因型更能预测晚发型阿尔茨海默症。APOE3是该基因最常见的形式，文献中众所周知，APOE4会增加一个人患阿尔茨海默病的风险，而更罕见的APOE2被认为可以预防这种疾病。测试一个人是否携带一种或两种APOE4风险等位基因，仅对30%的白种人具有早期阿尔茨海默氏症的风险。
然而，如中所述临床药理学与治疗学“，罗斯和他的同事2013年的论文在这项研究中，TOMM40的加入——恰好与APOE处于连锁不平衡状态——更好地阐明了APOE2和APOE3在阿尔茨海默病风险中的作用，创建了一个对97%的白人人口有信息的风险预测系统。在那篇论文中，罗斯的团队报告说，在白种人中，APOE-TOMM40单倍型可以根据发病年龄分布进行区分，使得更常见的APOE3/3和2/3基因型可以提供有关阿尔茨海默病遗传风险的信息。
这项最新的研究扩展了早期的工作，旨在研究APOE和TOMM40在非裔美国人中的作用。长期以来，研究人员一直困惑于为什么非洲裔美国人的阿尔茨海默氏症发病率与美国白种人相似，但研究并没有在非洲裔美国人身上复制APOE4等位基因频率，就像在白种人身上一样一致。罗斯团队的工作再次表明，这可能是由APOE-TOMM40单倍型因素的算法来解释的。
研究结果
在AAIC会议上提交的这项研究中，研究人员使用了科里埃尔细胞库中存储的高加索人、非洲裔美国人、肯尼亚马赛人和尼日利亚约鲁班人的样本。
罗斯和他的团队使用各种技术对样本进行基因分析，报告说，很大一部分非洲裔美国人携带与APOE3相关的长TOMM40'523多态性，迄今为止只在西非人身上见过。超过98%的白种人有长时间的TOMM40'523多态性，但与APOE4有关，这些单倍型也在非洲裔美国人身上看到。
此外，研究人员在研究中发现了西非人和非裔美国人体内与APOE4相关的TOMM40’523的短版本。短的TOMM40-APOE4单倍型已在西非人群中发现，但在白种人中非常罕见。
“非洲裔美国人TOMM40’523/APOE单倍型频率与白种人和西非人都不同，”该研究的作者在哥本哈根会议上发表的海报中总结道。“在一个非裔美国队列中，APOE4和TOMM40’523之间的单倍型关系发现，APOE4等位基因与短TOMM40’523等位基因的相位频率存在明显差异，这种组合在高加索队列中很少观察到。”
特别是，研究人员断言，具有短TOMM40-APOE4单倍型的非裔美国人的高比例可能反映了美国奴隶制历史的影响。“大部分APOE4等位基因附着在短(T 15)等位基因上，在任何研究中都没有观察到。他们在海报中说:“这可能是由于美国奴隶制时期西非人和白种人的混合造成的。”“在非裔美国人中，与APOE4相关的短的TOMM40’523等位基因的存在与与APOE3相关的等位基因的比例大约相等，这可能是由近代史上的混合所解释的，其中白种人贡献了大部分长(T 28-29) APOE4-TOMM40’523染色体，而西非人贡献了长(T 30-32)染色体。”
在这项研究中，多态性DNA技术公司使用“嵌套”PCR技术测量了样本中的APOE和TOMM40基因型，其中每个SNP样本都使用“外部”寡核苷酸引物扩增，然后使用第二组“内部”引物重新扩增，然后进行Sanger测序。石溪大学(Stony Brook University) Dmitry Goldgaber教授的实验室使用了一种新的PCR方法，研究人员利用这种方法估算了样本中TOMM40’523多态性的精确长度。
研究人员还使用了一种由多态性公司执行的检测方法，来测量APOE等位基因和不同长度的TOMM40’523多态性之间的单倍型相。rose解释说，这种同相分析使研究人员能够对每条染色体链的整个长度进行测序，这样就可以区分不同的染色体链，而不仅仅是从高加索人的数据中推断出来。他说:“这种方法为分配APOE-TOMM40’523单倍型提供了更大的确定性。”
tomorrow研究中使用的检测方法测量了TOMM40 PolyT，但TOMM40’523和APOE之间的区域没有测序。这在tomorrow研究中是有效的，因为它是为高加索人群提供的，其中大多数APOE3/4基因型的人具有长TOMM40-APOE4单倍型。罗斯说:“白种人的APOE3/4基因型是一致的。”“当个体具有TOMM40’523 Short-T16, LongT30等杂合基因型，并且大约2 Kb之外也具有APOE3/4基因型时，没有[发病年龄]分配困难。”
然而，在具有APOE3/3基因型的非裔美国人中，有一个长TOMM40等位基因附着在一个APOE3等位基因上是必要的。罗斯指出:“这似乎不一致，直到在许多西非人和非裔美国人身上观察到独特的APOE3-TOMM40长单倍型。”这一观察结果“解释了过去二十年中基于APOE4作为单一标记的非裔美国人变异性，并高度支持TOMM40-Long[等位基因]在阿尔茨海默病遗传学中的影响。”
如果正在进行的预测阿尔茨海默病发病年龄的研究证实了不同种族群体中APOE-TOMM40单倍型的变异，那么在APOE4频率较低的非洲裔和亚洲人群中，测量TOMM40基因型与APOE基因型的多态性将特别重要。此外，罗斯和他的同事在他们的海报中总结道:“这些发现证明了确定个人基因结构的重要性，而不是从社会或国家标签中推断基因。”
未来的发展方向
罗斯和他的同事们呼吁，这些结果需要在前瞻性发病年龄评估中得到证实，以确定在非洲裔美国人中发现的不同APOE-TOMM40单倍型是否能准确预测他们因晚发型阿尔茨海默病导致的认知能力下降的风险。在馨芳黛(Zinfandel)和武田(Takeda)开展的tomorrow研究中，研究人员将招募正常的非裔美国受试者，但他们的风险将基于基于白种人数据开发的算法进行估算。因此，5800名受试者的“明天”是针对白人人口的，只会对非裔美国人和其他非白人种族的受试者产生探索性发现。
罗斯说:“然而，如果任何个体(其他种族)中相同的APOE-TOMM40单倍型似乎与白种人中存在的单倍型相似，那么额外的测试将很快到来。”“单倍型在种族上有很大的差异，因此可以测试一种有效的药物。其他制药公司也可以测试新的化合物，尽管如果不使用吡格列酮比较器，并且没有TOMM40’523的许可，这些化合物将很难设计。”美国专利商标局已经授予罗斯和他的同事一项关于阿尔茨海默病发病风险预测算法的定义用途专利，这将要求其他实验室在使用该算法进行商业测试之前获得许可，但不会限制在研究中使用该算法。
罗斯的团队已经创建了小鼠模型，他们可以用这些模型进一步研究TOMM40的变化，但他们需要额外的研究资金来进行前瞻性分析，并研究基于TOMM40的风险算法，作为阿尔茨海默病预防药物试验的一部分。
Roses说，通过多态性研究获得并用于非洲裔美国人的最新分析的新的分阶段单倍型检测比tomorrow研究中使用的等位基因特异性检测精确得多，并且有可能被用于测量所有种族的APOE-TOMM40单倍型。他指出:“tomorrow试验(已经)在进行特定的验证分析，试图将每一项改进添加到多年的试验中是非常具有破坏性的，但是，分析和阶段测序的改进可以在以后作为探索性数据进行检查。”
Roses正在进行几项关于APOE-TOMM40单倍型在不同人群中阿尔茨海默病中的作用的合作探索性研究，包括对白种人、非裔美国人、日本人和其他族裔的其他前瞻性研究。然而，进行同相分析是昂贵的。因此，目前，罗斯正试图降低成本，首先测量APOE和TOMM40基因型，然后使用同相法重新测试APOE杂合子(APOE3/4)。
Roses在电子邮件中说:“可以推测，如果下一代测序集中于长[TOMM40] polyT长度的精确测序，将会有一种更简单的测量同相单倍型的技术。”vwin德赢ac米兰合作“然而，当明天的研究获得有关(药物)疗效的数据时，将在不同种族人群中定义新的APOE-TOMM40单倍型，然后测试这些人群的特定发病年龄分布，以了解如何最好地准确应用这些新的‘非白种人’高信息量的单倍型。”