巴尔的摩——根据华盛顿州立大学的研究人员及其合作者的研究，夫妻颊细胞的DNA甲基化谱可能表明他们怀孕早产的固有风险。
在上周发表的一项早期探索研究中科学报告华盛顿州立大学生殖生物学中心主任迈克尔·斯金纳(Michael Skinner)及其同事发现，母亲和父亲的颊细胞中DNA甲基化的变化与早产有关，这是有希望的潜在生物标志物，可以用于产前检测。
根据斯金纳的说法，人口中大约10%的怀孕将是早产，“但在怀孕早期根本没有真正有效的生物标记物来[预测早产]。”他说，早产可能会干扰新生儿的正常发育，并导致“晚年疾病的显著增加”，包括认知障碍、癫痫发作、视觉和听力障碍以及心血管问题。因此，找到一个可靠的生物标志物来帮助预测早产将是“一个相当重大的进步，”他补充说。
为了实现这一目标，斯金纳的团队进行了一项表观基因组范围的关联分析，以捕获从印第安纳大学医院系统招募的21个对照足月分娩和19个早产父亲-母亲-婴儿三位一体的差异DNA甲基化区域(DMRs)。具体来说，研究人员对DNA样本进行了甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP)，然后用Illumina测序来分析DNA甲基化。
他补充说，由于DNA甲基化特征是可遗传的，存在于几乎所有类型的细胞中，与研究单个基因或蛋白质相比，它们为研究人员提供了“更好的全基因组评估”，并且有机会在容易获得的样本中进行研究，例如本研究中使用的颊颊细胞。斯金纳指出:“这些是脸颊棉签，所以它们不是侵入性的。”
通过分析，研究人员在早产婴儿的母亲身上发现了165个颊细胞DMRs，这些母亲与那些将孩子带满足月的母亲截然不同。斯金纳说:“令人惊讶的是，在母亲身上观察到的许多表观遗传变化也遗传给了早产的女婴。”他将母亲的DMRs与136名女婴的DMRs进行了比较。有趣的是，该研究还发现了73个父亲的DMR，这表明父亲对早产的潜在影响，而男性婴儿的DMR关联“可以忽略不计”。
“我认为这是研究DNA甲基化的一个非常有趣的方法，”马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital)的妇产科医生莉迪亚·舒克(Lydia Shook)说，她擅长母胎医学。“DNA甲基化是遗传的，”她说;因此，它可以暗示与早产相关的“不可改变的”风险因素。
据舒克说，尽管早产很普遍，但临床医生目前“真的不知道如何预测谁有早产风险，然后预防它。”她指出，特别是对第一次怀孕的女性来说，由于缺乏怀孕史，评估早产风险可能很困难。舒克说，有一些临床指征，如既往病史，超声下宫颈长度短，或怀孕中期宫颈扩张而无分娩症状，可能为临床医生提供即将发生早产的线索，但这些措施是“不完善的”，充其量只能“识别已经发生的过程”。
因此，舒克说，对于早产，在大多数情况下，临床医生“实际上只是在怀孕期间监测母亲的症状”。她补充说，即使她有早产的症状，这些症状往往是“相当严重的”。
也就是说，舒克认为这篇论文的DNA甲基化方法“是一个非常有趣的概念证明”，而使用脸颊棉签的方法“绝对是收集样本的一种简单方法”。然而，她说，“问题是进行分析的挑战性和成本有多大?我认为这就是问题所在。”此外，由于这项研究目前“更具探索性”和“产生假设”，她说，需要在“更大的队列”中进一步验证结果，这对了解信息的可泛化程度至关重要。
斯金纳说，该团队的目标是在数百名患者中进行“更大规模的临床试验”，以“确认或增强这一特征”。虽然这项早期研究没有包括成本分析，但斯金纳说，他认为基于这项研究中描述的方法进行的未来测试的价格“更可能是数百美元，而不是数千美元”。他说，这种测试“对普通公众来说更容易负担得起”。“否则，它就没有那么多用处了。”
布里格姆妇女医院(Brigham & Women's Hospital)的母胎医学专家托马斯·麦克拉斯(Thomas McElrath)说，这项研究的优势之一是，它“选择了关注早产问题的更大部分”，早产是指在没有明确医学原因的情况下自发早产。
他说，尽管在寻找预测早产的生物标志物方面有“很多研究”，但“就我明天早上走进医院时手头有什么东西而言”，还没有太多。
McElrath也在研究预测不良妊娠结果的生物标志物，他说，DNA甲基化的性质意味着这项研究中发现的潜在标志物描述了母亲早产的“固有倾向”，不像大多数基于RNA和蛋白质的生物标志物，它们被认为“至少以某种方式参与或由因果途径引发”早产。
因此，他指出，这些生物标记物可以潜在地推断早产概率，但不能诊断早产。“这就像你的胆固醇很高一样，”他解释说。“你患心脏病的风险很高，但这并不意味着你会得心脏病。”
此外，McElrath警告说，一般来说，研究人员在试图获得生物标志物时，意识到早产的亚型是“非常重要的”，特别是在研究队列较小的情况下。自发性早产有许多不同的相关因素，比如感染和子宫生理，他解释道。“如果我们试图[寻找]一种生物标志物来解释最终可能不同的启动原因，”他说，“那么你就不太可能找到有用的生物标志物。”
斯金纳还强调，在这项研究中确定的表观遗传标记可以“仅用于与疾病的关联”，而“不涉及疾病的发育病因或起源”。
最终，他希望找到一个“工业合作伙伴”，将生物标记物商业化，并向公众开放。为此，斯金纳说，该团队目前正在为与这项研究相关的发现申请专利。
与此同时，学术和商业研究实验室对其他潜在早产生物标志物的发现也越来越多。例如，总部位于加州南旧金山的初创公司Mirvie报告称在自然今年1月，在怀孕期间的血浆中发现的母体无细胞RNA可以帮助预测子痫前期的风险在出现症状的几个月前，这可能会导致早产。McElrath是这项研究的资深作者。此外，来自加拿大玛格丽特公主癌症中心和多伦多大学的研究人员最近也报告了无细胞甲基化DNA图谱在评估妊娠结局方面的预后效用。
随着生物标志物研究的蓬勃发展，McElrath指出，我们仍然处于“发展的早期阶段”，很难判断哪种标志物更好。他还认为，许多不同的研究是必要的，因为它们不仅带来了“关于风险分层的富有成效的对话”，而且还有助于“对潜在生物学产生越来越多的见解”，他说，这使该领域变得迷人。
他补充说:“我告诉我的住院医生和实习生，当他们在我这个年龄时，他们在职业生涯中实践产科的方式将与我实践产科的方式不同。”