【佳学基因检测】精神分裂症基因检测：是怎么变得更准确的？

基因解码将基因网络作为精神疾病的生物标志物

目前，多项致病基因鉴定基因解码强调了分析基因网络对揭示精神疾病分子原因的优势。这一概念源于这样一种观点，即表型特异性基因网络形成多维结构，可以解释每一种复杂性状。较低层次（单基因信号）可能提供一些信息，但会遗漏其他的疾病表征和内在的因果关系。较高层次的过程（网络）更具信息量，因为《人的基因序列变化与人体疾病表征》表明患者的临床表现不是某种疾病所有变异的附加效应的简单总和。基因网络与内表型类似，可被视为基因型和表型之间的接口。按照这种由致病基因鉴定基因解码发展而来的还原论方法，遗传网络适用于基因集、转录调控网络、蛋白质-蛋白质相互作用、代谢网络、基因调控网络以及这些以多层次和多层次复杂程度组织的网络之间的相互作用。分析特定通路中的基因网络，重点关注基因间相互作用的存在，而这些相互作用在单独检查基因变异时会被忽略。这种方法，对于基于数据库比对的基因检测风乎难以进行。但是却是基于结构与功能分的基因解码的优势所在。如果不存在解释基本 DNA 结构与精神表型之间关联的连贯理论，则应尝试通过基因解码提出一种新的解释并进行验证，从而将将系统的不同组织层次联系起来，而这不需要完全理解固有的分子复杂性。从理论的角度来看，这种基因解码方法可能代表着朝着理解基因型变化如何调节精神表型本身迈出了一步。为了建立“精神病致病基因的网络相互作用”，应该整合各种基于基因网络的方法，重点关注表型或感兴趣的疾病。基因调控网络可以作为分子相互作用的“蓝图”。精神分裂症的致病基因鉴定基因解码精神分裂症通路分析是这方面的一个很好的成功例子。目前，各种基因网络方法正被用于融合基因组学、表观基因组学、转录组学和蛋白质组学，包括编码和非编码基因组元素、eQTL、基因表达和共表达谱、蛋白质-蛋白质相互作用和代谢组学，并作为一种结构，将每个基因定位在其环境框架内，从而识别从单个细胞到整个大脑等各个层面上导致疾病的所有遗传因素。在网络方法背景下的转录数据分析似乎尤为重要，因为替代剪接似乎在大脑中比在其他器官中更频繁地发生。精神分裂症发生的致病基因鉴定基因解码测试了共表达基因组与精神分裂症的关联。使用加权基因共表达网络分析，他们发现患者与对照组相比，两种基因模块的表达存在差异。在大脑皮层中上调的基因组富含神经元分化和神经元发育基因，而另一组在大脑皮层和小脑中发生改变的基因富含参与神经元保护的基因。结果因此保留在五个同时分析的表达数据集中。精神分裂症的致病基因鉴定基因解码使用 eQTL 分析和模块级遗传信号富集，发现阿尔茨海默病中多个转录模块发生了重塑。致病基因鉴定基因解码人员已将TYROBP确定为调控中心。他们得出结论，将基因型与表达谱和表型联系起来是确定因果关系的非常有前途的方法。目前，最近有几篇有影响力的论文探讨了神经精神疾病的网络方法。例如，Guan等人发表了一项组织特异性网络分析，其方法将大规模基因组数据集与组织特异性表达谱相结合。跨网络比较预测了与小鼠共济失调相关的新基因候选物，并确定了仅由小脑网络预测的变异。与全局功能网络相比，使用组织特异性网络的预测性能显著提高。许多强有力的致病基因鉴定基因解码通过分析多种数据类型（例如 mRNA 表达、GWAS、表观基因组数据和蛋白质-蛋白质相互作用）利用基因网络阐明了神经精神疾病机制。佳学基因还结合了与 ASD、X 连锁智力障碍、ADHD 和精神分裂症相关的基因网络的现有数据。确定了可能导致这四种疾病的约 4000 个基因，这些基因涉及各种细胞内过程，包括细胞间通讯和神经发育。精神系统疾病的基因解码发现上述疾病背后的分子网络中转录和转录后过程之间存在相似之处和差异。SNP 分析证实，在蛋白质-蛋白质网络中，4839 个非冗余 SNP 中的 789 个位于 435 个基因附近或内部，大多数位于非编码区内。此外，发现 113 个 SNP 位点与至少一个转录因子结合位点相关。精神疾病致病基因鉴定基因解码提出了一个分析框架来揭示神经精神疾病的分子病理机制，并能够发现基因以进行进一步分析。这种方法有可能揭示由不同的基因改变组合引起的表型，并作为确定个体基因型风险的新诊断工具，从而指导个体治疗策略。在精神系统疾病的致病基因鉴定过程中，基因解码学家对果蝇内表型解构的上述致病基因鉴定基因解码测试了多基因座动态网络内的相互作用如何重塑表型，并表明，根据编码网络成分的基因修饰，可以更好地理解将内表型系统分解为更基本的元素。这项致病基因鉴定基因解码表明，特定的表型是由神经发育调控网络的遗传控制变化引起的。还值得一提的是，全基因组转录组谱可被视为定量内表型，可与其他潜在内表型（包括 MRI 或行为表型）相关联。基因解码分析法分析了与离子通道活动和突触传递相关的 161 个基因的静息态 fMRI 和转录组学数据，以创建此类网络的计算模型。他们发现，136 个基因的多态性变异显著改变了健康青少年的静息状态功能连接。同样，这些基因的转录活性与小鼠的轴突连接相关。这些结果强调，静息状态功能网络与一系列基因的协调活动有关。一项跨规模的合作努力为人类大脑的转录组学、表观基因组学和蛋白质组学提供了新的见解。这种新方法包括系统地了解大脑发育、结构和功能在不同层面上的极其复杂的分子基础。这些整合的基因网络可用作可靠的诊断、预后或预测生物标志物。这种方法在复杂疾病病例中可能有特殊价值，因为它取决于相互作用的途径而不是特定的基因。由于整个网络相关的生物标志物比单个/多个基因信号复杂得多，因此出现了新的统计工具来比较这些网络，例如比较网络分析。此外，需要数据库来有效使用网络生物标志物；因此，精神分裂症的致病基因鉴定和个性化治疗基因检测期待启动大规模的国际合作来建立这样的目录。除数据库外，还需要网络分析工具，例如基于开源 i2b2（整合生物学和临床信息学）的 tranSMART 平台，以便整合所有类型的分子和临床数据。TranSMART 由 NIH Roadmap NCBC 创立，旨在让临床医生能够访问整合生物和临床数据的应用程序。此外，了解基因网络对于促进更有效的药物设计、为个性化医疗铺平道路也是必不可少的。已经建立了多项计划来对人类中枢神经系统进行网络分析。NIH 和 NIMH 联合启动了新计划“精神病基因网络”，以支持计算机模拟方法和实验性功能分析基因网络和复杂通路，这些通路会导致严重精神疾病的疾病风险。在逆向工程评估和方法对话( DREAM) 项目中，也提出了整合多种方法用于评估生物网络。DREAM 促进了一项协调一致的努力，以从基因组数据中形成逆向工程细胞网络。同样，基于网络的基因组变异分析 ( NETBAG )的目标是构建一个由众多遗传信号组成的结构，其中高度相关的基因预计会在表型中协同作用。为了识别受影响的分子网络，已经开发了一种搜索疾病相关遗传变异组的算法。几项 NETBAG 致病基因鉴定基因解码评估了与精神疾病有关的 CNV，并发现了与突触功能相关的相互关联的模块。另一种有趣的方法是合并共表达数据、蛋白质-蛋白质相互作用和遗传变异，如将受影响基因合并到集成网络 (MAGI) 中 所示。MAGI 已确定包含功能性相关基因的网络，这些基因富含 ASD 中的致病突变，与癫痫、SCZ 和智力障碍共同存在。网络分析的主要优势在于了解基因如何在不同分析层面上结合和相互作用，并能够与其他数据整合。这种在网络层面起作用的框架使精神分裂症的致病基因鉴定和个性化治疗基因检测能够理解更基本的遗传信号对精神病表型产生影响的机制，并定量对观察到的表型进行分类。当今精神病学中出现的对生物网络的更系统的看法为诊断分子检测开辟了新的可能性。
 

精神分裂症基因检测：如何变得更准确？

精神分裂症是一种复杂的精神疾病，其遗传机制复杂且多样。近年来，基因检测在精神分裂症的风险评估和个性化治疗中取得了显著进展。这些进展主要得益于对基因网络和分子通路的深入研究。以下是现代精神分裂症基因检测变得更准确的几个关键因素：

1. 基因网络分析

传统的基因检测方法通常关注单一基因的变异，但精神分裂症的复杂性要求更全面的分析。近年来，基因网络分析成为研究精神分裂症的重要工具。这种方法强调了基因之间的相互作用，而不是仅仅考察单个基因变异。研究表明，基因网络比单基因信号提供了更多的信息，因为它可以揭示基因间的相互作用及其对疾病的整体影响。

基因网络分析基于这样的观点：疾病的表型特征并非所有变异的简单叠加，而是基因网络中的复杂互动结果。通过分析基因网络，研究人员能够理解基因型如何影响表型，并识别影响精神分裂症的多层次遗传因素。这种方法有助于揭示复杂的疾病机制，从而提高基因检测的准确性。

2. 多层次基因解码

现代基因检测不仅仅关注单基因变异，还包括对基因组、转录组、蛋白质组以及代谢组的综合分析。多层次基因解码方法能够整合多种数据类型，例如基因表达、遗传变异、蛋白质-蛋白质相互作用等，提供对精神分裂症更加全面的理解。例如，研究发现，大脑皮层中的特定基因模块与精神分裂症相关，这些发现通过加权基因共表达网络分析得到，表明多层次数据的结合能够更准确地揭示疾病的生物学基础。

3. 网络方法与个体化医疗

基因网络方法不仅帮助识别精神分裂症的致病基因，还能为个体化治疗提供依据。通过分析不同个体的基因网络，研究人员可以发现哪些基因变异在不同患者中更具影响力，从而制定更具针对性的治疗策略。例如，研究显示，某些基因模块的表达在精神分裂症患者中明显不同，这种信息可以用于开发新的治疗方法或调整现有治疗方案。

4. 数据整合与分析工具

现代基因检测的准确性也得益于先进的数据整合和分析工具。例如，使用如TranSMART平台这样的开源工具，可以有效整合生物和临床数据，帮助研究人员更好地理解基因网络与精神分裂症的关系。此外，跨规模的合作努力和国际项目，如DREAM项目和NETBAG项目，推动了对复杂疾病的网络分析，这些工具和资源的整合有助于提高基因检测的精确度和实用性。

5. 精神分裂症基因网络的最新发现

最近的研究通过对精神分裂症相关基因进行网络分析，揭示了多个重要的分子机制。例如，研究发现阿尔茨海默病中的某些转录模块在精神分裂症中也会发生重塑。这表明，基因网络分析不仅有助于理解精神分裂症的遗传基础，还可以揭示与其他神经精神疾病的共性和差异。

精神分裂症基因检测：如何变得更准确结论

总的来说，现代精神分裂症基因检测的准确性得到了显著提升，这主要归功于基因网络分析、多层次基因解码、数据整合与分析工具的进步。这些方法使研究人员能够更深入地理解精神分裂症的遗传机制，从而提供更精准的风险评估和个性化治疗策略。随着技术的不断发展，未来的基因检测将更加精准，为精神分裂症的早期诊断和治疗提供有力支持。