公共卫生学院（深圳）刘斯洋副教授团队《Blood》发文揭示妊娠期血小板计数变化及妊娠期血小板减少症的遗传基础
流行病学研究显示，孕妇的血小板计数在整个妊娠期逐渐下降，分娩时达到最低值，然后在产后逐渐恢复至孕前水平。对于这一现象，医学界提出一些解释，如血容量增加导致血小板稀释，以及血小板在脾脏和胎盘绒毛之间积聚等，但其背后的生物学机制尚不清楚。
血小板减少症（定义为血小板计数低于150×109/L）是妊娠期间常见的一种血液系统疾病，孕妇中患病率约为5-12%。妊娠期血小板减少症（GT）是妊娠期血小板减少的最常见原因，占75-76%。全世界每年有超过900万的GT患者。临床数据表明，轻度GT(血小板计数高于100×109/L但低于150×109/L)与重度GT(血小板计数低于100×109/L)的产后大出血的风险分别是正常孕妇的2倍和3.7倍。尽管GT的患病率较高，但其发病机制仍不清楚。目前已提出了几种可能的机制，包括血浆容积扩张导致血小板稀释、对血小板生成素的反应不足、血小板自身抗体形成、冯维勒布兰德氏因子（vWF）表达和存活的变化、ADAMTS13活性的改变，以及在高剪切血流下血小板黏附增强等。然而，这些机制的提出都是基于动物实验，并未在人群数据中验证，其对于疾病的解释度也尚未得到定量。值得注意的是，血小板计数是一个高度可遗传的表型，在不同种族中估计的遗传力为0.45-0.54。 在临床上，GT患者再次妊娠时复发GT的风险比是正常孕妇的14.2倍。这些数据提示了遗传因素在妊娠期间对血小板计数的变化和GT的发病中可能发挥重要作用。 然而，由于足够功效的遗传学研究设计仍存在资金、物流和方法等方面的挑战，迄今为止还没有研究对妊娠期血小板计数和GT的遗传基础进行深入探讨。
在本研究中，中山大学公共卫生学院（深圳）刘斯洋副教授团队克服了上述难题，基于团队前期针对超低深度非侵入性产前检测（NIPT）测序数据开发的遗传学分析方法，与深圳市龙岗区妇幼保健院和深圳市宝安区妇幼保健院合作，通过采集和分析NIPT及妊娠相关的五个时期（孕早期、孕中期、孕晚期，分娩时和产后期）的纵向血小板计数测量结果，对100,186名中国孕妇开展了首个妊娠期间血小板计数、GT和重度GT等性状的遗传学研究。研究团队发现了138 个与妊娠期血小板计数显著相关的等位基因位点，它们可以解释10.4-12.1% 的表型差异。 值得注意的是，通过时间序列全基因组关联分析方法，团队发现了PEAR1和CBL这两个基因座在孕早、中、晚期表现出了对血小板计数的时间特异遗传效应。其中， 位于PEAR1基因座内含子区域的rs12041331-G突变(人群频率58.7%)不仅与先天较低血小板水平显著相关(一个拷贝的G突变在分娩时平均降低了33×109/L血小板计数)，且与整个孕期血小板计数的更快下降速率显著相关。转录组数据资料表明rs12041331-G这一内含子突变通过PEAR1增强子去甲基化机制导致更高的PEAR1基因表达，且在激动剂环境下增强血小板的聚集。本研究发现该突变也显著增加了血小板激活和流通的标志物-平均血小板体积(MPV)。因此该突变很可能是通过增加血小板聚集、激活以及流通导致了孕期血小板计数的更快下降速率。同时，团队还在PEAR1和TUBB1两个基因座中发现了与GT和重度GT存在显著关联的等位基因信号。其中，TUBB1基因座的错义突变rs415064-C与重度GT的风险增加密切有关（OR = 1.91 [1.59, 2.28]，P = 2.08 × 10-12，人群频率8%）。上述结果提示了PEAR1等基因的人群多态性在调节妊娠期间血小板计数的变化及在GT发病中的显著作用。 团队据此提出了GT发病机制假设：GT的发病受到了PEAR1和TUBB1基因座遗传变异的影响。其中，带有特定PEAR1和TUBB1基因突变的孕妇在孕前血小板计数平均偏低。进一步在妊娠期，带有特定PEAR1基因突变的孕妇更倾向于出现更快的血小板计数下降速度，最终增加了GT的风险。 最后，研究团队基于上述GWAS结果构建了多基因风险评分（PRS）用于预测GT的发病。
本研究首次对妊娠期血小板计数和GT的遗传基础进行了研究，揭示了妊娠期血小板计数与GT与1q23.1的PEAR1等基因座之间的强遗传关联。PEAR1及其他相关基因座的时间特异性遗传效应为进一步研究GT等妊娠相关血小板计数异常的疾病提供了见解，也为利用孟德尔随机化等方法深入探究GT对出生结局的因果影响和生物机制奠定了基础。由于GT缺乏特定的实验室检测用于诊断，构建的PRS预测模型也有助于对GT进行孕前风险评估。
图1 研究设计和主要结果概述
2024年4月11日，该研究以“Genetic Basis of Altered Platelet Counts and Gestational Thrombocytopenia in Pregnancy”（妊娠期血小板计数变化及妊娠期血小板减少症的遗传基础研究）为题，在国际知名血液学期刊《Blood》在线发表。该研究由中山大学公共卫生学院（深圳）刘斯洋副教授与深圳市龙岗区妇幼保健院魏凤香博士、深圳市宝安区妇幼保健院熊礼宽博士为共同通讯作者，中山大学公共卫生学院（深圳）硕士研究生杨子婧、深圳市龙岗区妇幼保健院胡亮副主任主管技师和深圳市宝安区妇幼保健院甄建新主管技师为共同第一作者合作发表。该研究也受到中山大学公共卫生学院（深圳）杨燕教授以及浙江省人民医院陈国波老师的指导。
该研究项目获得中山大学公共卫生学院（深圳）、深圳市龙岗区妇幼保健院以及深圳市宝安区妇幼保健院等伦理委员会批准，获得中国人类遗传资源采集的行政批准和完成了事先报告与信息备份。 该项目得到了深圳市基础研究基金（项目编号：20220818100717002）、广东省基础与应用基础研究基金（项目编号：2022B1515120080、2020A1515110859）、国家自然科学基金（项目编号：31900487）以及深圳市卫生健康菁英人才培养计划的支持。
刘斯洋课题组长期专注于人类基因组学与生物信息学研究，通过研发和应用新的算法与方法来发现人类疾病的关键基因、遗传与演化特征以及其与内外环境的相互作用，以探究复杂疾病的系统病因，建立疾病预警与干预模型。团队目前取得一些原创性的成果，积累了良好的数据资源和工作基础。团队常年招收博士后与研究生, 欢迎有志于遗传统计/人类基因组/生物信息学研究的有识之士参入团队，共创疾病研究新模式。
论文链接：
https://doi.org/10.1182/blood.2023021925
同行评议:
https://doi.org/10.1182/blood.2023023490
初审：何嘉敏
审核：杨崇广 钱 军
审核发布：汪宗芳
