【昊阅读】Nature子刊： 转录组测序助力确定花生过敏的六个驱动基因

发稿时间：2017-12-19来源：天昊生物

大约2-5%的美国学龄儿童，都深受花生过敏的困扰，随时可能因为误食含有花生成分的零食而“扑街”。近日，研究人员首次采用随机、双盲、安慰剂对照实验设计，对19名花生过敏儿童进行口服花生之前、期间、之后的外周血样本转录组二代测序，最终确定了急性花生过敏反应的关键驱动因素。

文章题目：Integrative transcriptomic analysis reveals key drivers of acute peanut allergic reactions

中文题目：整合转录组学分析揭示了急性花生过敏反应的关键驱动因素

发表杂志：Nature  Communications 

发表时间：05 December 2017

研究背景

• 花生过敏影响美国2-5％的学龄儿童，是一个严重的公共健康问题；
• 花生过敏被定义为花生暴露时可重复发生的特异性免疫反应，从而引发如荨麻疹，肿胀，呼吸困难，心血管危害，胃肠道紊乱和/或危机生命的过敏症状；
• 目前对花生过敏是无法治愈的，我们对其病因和病理生理的了解还很有限。

研究方法

• 随机、双盲、安慰剂对照实验流程
• 由19名花生过敏的受试者组成的发现队列，对于每个受试者，在花生和安慰剂组服用期间，分别在基线，2小时和4小时收集全血样品。对所有样品进行RNA测序，并用于下列分析：（1）线性混合效应模型分析以鉴定花生过敏组基因（即在花生过敏组中表达变化响应于花生但不是安慰剂的基因））; （2）加权基因共表达网络分析（WGCNA）确定共表达基因的模块的生物学功能;（3）白细胞去卷积分析以鉴定急性花生过敏反应期间的细胞应答。

研究结果

• 发现阶段，依据19例受试者的血样转录组，确定了花生过敏引发差异表达基因的Top30（通过Bonferroni correction后仍然显著）

• 鉴于过敏反应涉及各种免疫细胞类型的激活，分化和募集，研究者测试了急性花生过敏反应期间白细胞细胞组分分布的变化。结果发现，嗜中性粒细胞，初始CD4 + T细胞和单核细胞是观察到的主要细胞类型，在整个样品中平均占70％细胞的平均值。相比之下，剩余的细胞类型各自具有<10％的个体平均分数。
• 在纳入21例过敏患者的验证实验中，Top30基因中的28个基因仍然表现出显著差异。
• WGCA方法确定了13个共表达基因模块，其中一个模块显著富集和花生过敏相关的基因。
• 通过整合IBD的转录组数据，结合key driver analysis (KDA)， lme models和 WGCNA的分析结果，确定了参与花生过敏的六个核心驱动基因(LTB4R, PADI4, IL1R2, PPP1R3D, KLHL2, and ECHDC3)

研究结论

 花生过敏六个核心驱动基因的确定，将有助于我们理解花生过敏的具体机制，可能为花生过敏反应提供新的治疗策略。