Ketä ja mitä tutkittiin?
Tutkimuksessa analysoitiin lähes 830 000 henkilön geeni- ja terveystietoja FinnGen-hankkeesta, Viron Biopankista, ja UK Biopankista. Biopankkitoiminta onkin keskeinen geenitutkimuksen mahdollistaja nykypäivänä (kts. biopankkiaiheinen blogiteksti). Välilevynpullistumista kärsivät potilaat tunnistettiin International Classification of Diseases (ICD)-diagnoosikoodien perusteella – kolmen maan biopankkiaineistoista löytyi yhteensä yli 80 000 henkilöä, joille oli annettu välilevyn pullistuman osoittava diagnoosikoodi. Tutkimuksessa oli mukana myös 748 975 verrokkia, joilla ei ollut välilevyn pullistumaa osoittavia diagnoosikoodeja. Lisäksi FinnGen-aineistossa tunnistettiin 7 347 suomalaista, joiden oireet olivat vaatineet leikkaushoitoa, ja nämä vakavammat tapaukset analysoitiin erikseen.
Miten tutkittiin?
Tutkimuksen keskeinen analyysimenetelmä oli genominlaajuinen assosiaatioanalyysi (engl. genome-wide association study, GWAS), jossa arvioidaan miljoonien geenimuutosten yhteyksiä tutkittavaan ominaisuuteen, eli tässä välilevyn pullistumiin. GWAS-tutkimuksissa tarkastellaan pääasiassa yhden emäsparin muutoksia, jotka muuttavat yksittäisen DNA-juosteen “kirjaimen”. Muutokset voivat olla määritetty genotyypityssiruja käyttäen tai imputoituja eli laskennallisesti ennustettuja muutoksia. Jokaisen geenimuutoksen yhteys tutkittavaan sairauteen testataan erikseen, mikä edellyttää huomattavaa laskentatehoa. Testien suuresta määrästä johtuen GWAS-tutkimuksissa merkitsevän löydöksen rajaksi on asetettu p-arvo<5x10-8.
GWAS-tutkimusten löydökset ovat laajoja geenialueita, joilla sijaitsee usein lukuisia geenejä. Tämän vuoksi GWAS-analyysin jälkeen tehdään usein useita jatkoanalyysejä, joilla pyritään lisäämään ymmärrystä tutkittavaan sairauteen liittyvistä biologisista prosesseista. Tässä tutkimuksessa muun muassa analysoitiin välilevyn pullistumiin liittyviä geenikokonaisuuksia tai “-settejä”, arvioitiin geneettisiä korrelaatioita välilevyn pullistumien ja muiden ominaisuuksien välillä, sekä tutkittiin syy-seuraussuhteita geneettisen epidemiologian menetelmin.
Mitä löydettiin?
Tutkimuksessa löydettiin yhteensä 64 välilevynpullistuman riskiä muokkaavaa geenialuetta, joista 41 ei ollut yhdistetty välilevynpullistumaan aiemmissa tutkimuksissa. Näissä lokuksissa sijaitsevien geenien toiminta liittyy potentiaalisesti välilevyjen rakenteeseen tai tulehdusprosesseihin. Lisäksi havaittiin aiemmin tuntemattomia yhteyksiä hermostoon ja hermojen toimintaan liittyviin geeneihin. Tutkimuksessa tunnistettiin myös viisi uutta perimän aluetta, jotka olivat yhteydessä vakavampiin, leikkausta vaativiin välilevyn pullistumiin.
Jatkoanalyysit tukivat vahvasti käsitystä siitä, että ruston ja sidekudoksen toimintaan liittyvät geenikokonaisuudet ovat keskeisiä välilevyn pullistumien riskissä; samoin geenikokonaisuudet, jotka säätelevät hermoston toimintaan liittyvien presynapsien rakennetta ja toimintaa. Geneettisten korrelaatioiden tarkastelu osoitti, että välilevyn pullistumaan liittyvät geenialueet ovat yhteydessä myös muihin kiputiloihin. Kausaalianalyysit puolestaan vahvistivat näkemystä siitä, että välilevyn pullistumat aiheuttavat selkäkipua.
Mitkä ovat tutkimuksen johtopäätökset?
Tutkimuksessa tunnistetut hermoston toimintaan liittyvät geenit voivat auttaa ymmärtämään syitä, jotka johtavat iskiaiskivun pitkittymiseen, eroavaisuuksiin potilaiden kokemassa kivussa, tai siinä, miksi välilevyn pullistumat oireilevat joillakin jo nuorella iällä ja toisilla vasta myöhemmin. Kun välilevyn pullistumien ja iskiaiskivun taustalla olevat geneettiset tekijät ja biologiset reitit tunnetaan paremmin, avautuu uusia mahdollisuuksia iskiaiskivusta kärsivien potilaiden hoidon kehittämiseen ja sen myötä elämänlaadun parantamiseen.
Tutkimus julkaistiin arvostetussa Nature Communications -julkaisusarjassa 7.11.2024.
Kirjoittajat:
Terveyttä tutkimassa -blogissa kirjoitetaan väestöterveyden ja lääketieteen tutkimukseen liittyvistä aiheista sekä esitellään ja pohditaan ajankohtaisia aiheeseen liittyviä ilmiöitä. Kirjoittajina toimivat pääasiassa lääketieteellisen tiedekunnan tutkijat.