心血管疾病、2型糖尿病和阿尔茨海默病等常见慢性病,每年在全球范围内造成数千万人死亡。以心血管病为例,据世界卫生组织统计,2019年全球约有1790万人死于心血管疾病,占全部死亡人数的近三分之一。血脂异常是这些疾病的重要危险因素之一。然而人们熟知的“好胆固醇”和“坏胆固醇”只是冰山一角,人体内其实存在上千种不同的脂质分子,它们不仅构成细胞膜的结构骨架,还参与能量代谢和细胞间信号传递。脂质组成的变化与衰老及多种疾病密切相关,但绝大多数脂质的遗传调控机制长期处于未知状态。
近日,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Population-based genome-wide association study of plasma complex lipid species”的研究报告中,来自德国神经退行性疾病研究中心等机构的科学家们进行了一项大规模研究,为这一复杂领域带来了新地图。研究人员对超过6000名来自波恩“莱茵兰研究”的参与者进行了全基因组关联分析,并进一步结合芬兰FinnGen队列和德国EPIC-Potsdam队列的数据进行验证,总分析样本量超过8000人。他们共检测了970种脂质和267项脂肪酸复合指标,最终鉴定出217个与血脂组成显著相关的基因组位点,其中136个位点为首次发现,例如与二酰甘油(16:0/18:0)水平密切相关的FDFT1基因。
与脂质种类相关的基因组位点
这一研究的突出亮点在于规模和精细度,以往的血脂遗传研究多集中在总胆固醇、甘油三酯等常规指标,而本研究一口气覆盖了近千种脂质,包括多种甘油酯、磷脂、鞘脂和固醇酯。通过孟德尔随机化分析结合个体水平的基因表达数据,研究人员进一步锁定了43对可能的因果关系,即特定基因变异直接导致某种脂质浓度升高或降低。换句话说,他们不仅找到了“哪里有关联”,还初步回答了“哪段基因在指挥哪种脂质”。
有趣的是,新发现的基因位点中不少与此前的脂质研究毫无交集,例如FDFT1基因编码一种参与胆固醇合成的酶,但此前并未被明确与二酰甘油的调控联系起来。这一发现提示,脂质代谢网络的复杂程度远超预期,不同脂质类别之间可能存在隐秘的交叉调控通路。研究者Mohammed Aslam Imtiaz表示,脂质的“蓝图”并不直接存储在基因组里,但制造这些脂质的蛋白质和调控分子的‘说明书’确实写在基因上,我们正是利用全基因组关联分析和先进的生物信息学手段,把这些说明书重新翻译了一遍。
从临床角度看,这项研究的意义不仅在于填补基础科学空白。血脂谱的个体差异很大程度上由遗传决定,而新发现的这些基因位点为未来疾病风险分层提供了潜在靶标。例如某些鞘脂已被发现与神经退行性病变相关,通过解析其上游调控基因,有望开发出更早评估阿尔茨海默病风险的血液检测方法;同样,对于心血管疾病和2型糖尿病,新的脂质调控通路也可能成为药物开发的切入点。
Monique Breteler教授强调道,如果我们能精确描绘基因与脂质之间的关系,就能更好地理解疾病如何发生。这些见解有助于改进风险评估、支持新诊断方法的开发,并促成更有效的治疗策略。当然,从遗传发现到临床应用仍有漫长的路要走。目前研究揭示的多为关联和部分因果关系,具体分子机制还需要细胞和动物实验进一步验证。但可以确定的是,这场关于血脂的“人口普查”已经画出了一张全新的藏宝图,而宝藏的钥匙就藏在每个人的基因组里。