全球每十个成年人中就有一位与糖尿病共处,在中国,这支"甜蜜负担"的队伍更是超过一亿大关。面对2型糖尿病这座复杂的疾病迷宫,科学家们长期面临一个尴尬困境,虽然通过基因组研究找到了许多"可疑分子"(遗传变异),却始终说不清到底是哪些基因和蛋白质在真正"作案"。更重要的是,传统的糖尿病遗传研究大多局限于欧洲血统人群和血液样本,这就像在犯罪现场只搜查了客厅,却忽略了卧室、厨房乃至整栋大楼的其他角落,也难怪真相总是扑朔迷离。
近日,一篇发表在国际杂志Nature Metabolism上题为“Unravelling the molecular mechanisms causal to type 2 diabetes across global populations and disease-relevant tissues”的研究报告中,来自德国亥姆霍兹慕尼黑研究中心等机构的科学家们通过研究,借助"2型糖尿病全球基因组学倡议"(T2DGGI)这一超级大数据平台,对超过250万人的遗传信息展开了跨种族、跨组织的深度"刑侦"。这250万"大数据证人"来自欧洲、非洲、美洲和东亚四大血统群体,其中超过70万是非欧洲血统,如此规模的多样性在糖尿病研究领域堪称史无前例。
研究人员并不满足于"查血"这一常规操作,而是将搜索范围扩展到了七种真正与糖尿病"作案现场"相关的组织—从分泌胰岛素的胰腺,到储存能量的脂肪组织,再到代谢中枢肝脏和胰岛素敏感的骨骼肌。他们运用孟德尔随机化这一"因果推断神器",结合顺式数量性状位点分析,对两万多个基因和一千六百多种蛋白质展开了地毯式排查。
结果令人震惊:研究人员共锁定了676个基因的表达水平与糖尿病风险存在因果关联,同时还发现335个血液基因和46种蛋白质对糖尿病具有因果影响。但关键在于,如果你只看血液样本,将会错过八成的真相!数据显示,在胰腺等关键组织中发现的因果基因,仅有18%能在血液中检测到相应信号;反之,在组织中发现的基因效应,高达85%在血液中完全"隐身"。这就好比真正的"罪犯"藏在胰腺或肝脏里,而血液只是偶尔路过的"路人甲",完全无法提供有效线索,这也难怪过去许多研究在血液里找不到病因—罪犯根本不在那里。
通过血液eQTL和pQTL孟德尔随机化分析鉴定出具有因果效应的分子特征
这项工作的精妙之处还在于对遗传多样性的尊重,尽管不同种族人群的遗传背景千差万别,研究发现大多数致病机制却是"殊途同归",因果效应在四大血统间高度共享。当然,也有些"漏网之鱼"只在特定血统中现身,这恰恰证明了纳入非欧洲人群数据的重要性;值得一提的是,部分发现如BAK1基因在独立数据集中得到了验证,而新面孔如CPXM1基因则揭示了全新的致病通路,为药物开发提供了全新靶点。
这项研究首次用大数据量化了"组织特异性"在复杂疾病中的决定性作用,彻底颠覆了"一管血走天下"的传统范式。血液中的分子信号充其量只是远端回声,而非病灶现场,正如研究者所言,若要真正理解2型糖尿病的机制并实现临床转化,必须同时拥抱遗传多样性和组织生物学这两大维度。
未来,这项研究有望为精准医学绘制新的"作战地图",即医生或许可以通过检测特定组织中的基因表达来更早识别高危人群;制药公司也能针对CPXM1等新发现的因果基因开发靶点药物。当然,从基因发现到临床疗法仍有漫漫长路,但无疑,我们离糖尿病的真相从未如此之近。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Bocher, O., Arruda, A.L., Yoshiji, S. et al. Unravelling the molecular mechanisms causal to type 2 diabetes across global populations and disease-relevant tissues. Nat Metab (2026). doi:10.1038/s42255-025-01444-1