近日，斯坦福大学Michael Snyder课题组与华西医院生物治疗国家重点实验室谢丹研究员组成的合作团队在Nature Medicine杂志上发表了题为“Longitudinal Personal DNA Methylome Dynamics Associate with a Chronic Condition”的论文。

个性化精准医学已成为生物医药研究的新兴主题。2015年，时任美国总统奥巴马提出开展“精准医学计划”，使得“精准医疗”进入大众视野。得益于高通量测序技术，我们可以通过探究生理状态（如疾病的发生发展）与个体分子表征之间的关联，系统性地解析每个病人的病情，从而实现个性化监测、诊断和治疗。然而，传统的大规模队列组学研究旨在了解某一群有相同特质的人群的平均状态，例如疾病或肿瘤患者，而忽略了个体间差异和每个个体都具有特异性的变化。

DNA甲基化是基因表达调控的重要机制，且已被报道其会受环境因素和年龄的影响。同时DNA甲基化通常是不对称的，如等位差异甲基化区域（allelic differentially methylated regions）被认为与印记基因有关。在解析生命个体和疾病时，了解DNA甲基化在空间和时间维度上的变化至关重要。目前，在时间维度上对甲基化数据的研究还非常稀缺。与此同时，我们对时间维度上DNA甲基化组数据与转录组数据的关系，及其分别与健康状态的关联性也知之甚少。有关多组学时间维度的动态变化的研究较为罕见，个体甲基化图谱在不同生理状态和健康状态的变化也处于未知状态。

目前，基于多组学技术对健康个体的研究较为稀缺。研究组学数据在时间维度的动态变化的研究更为罕见。个体甲基化图谱在不同生理状态和健康状态的变化也处于未知状态。

斯坦福大学Michael Snyder课题组与华西生物治疗国家重点实验室谢丹研究员发表的“Longitudinal Personal DNA Methylome Dynamics Associate with a Chronic Condition”研究论文在一定程度上弥补了该空隙。

图1.文章标题及作者列表

该团队通过监测一个个体超过36个月的时间，在文章中首次展示了单个健康个体多时间的甲基化组和转录组数据，并首次揭示了甲基化组数据与个体的慢性疾病相关，例如血糖波动；而转录组数据与急性感染更为相关。

图2.甲基化水平变化与血糖升高相关

该项研究展示了在单个个体中，虽然甲基化组变化在时间维度上较为温和，但与慢性疾病息息相关；而基因表达量的变化则相对明显，且通常出现在病毒感染期间。该项研究也同样向我们展示了DNA甲基化不止可以作为稳定的表观遗传靶标，也可能在基因表达的长期调控过程中扮演重要角色，还可以作为个体健康状态慢性变化的预测指标，协助监测疾病，甚至早期检测或预防疾病。而这种关联性还可以推广到更多地慢性疾病问题上。除此之外，基于发现的大量aDMRs，该研究向我们展示了aDMRs存在于基因共定位的趋势，表明其可能与等位特异性基因的表达调控相关。综上，该项基于个体多组学的综合性研究向我们展示了利用组学数据实现个体健康跟踪及预测的可能性。 

图3.谢丹研究员课题组部分成员

（左二为共同一作屠凯岭博士，左五为共同一作夏林博士，左六为谢丹老师）