Cross-Ancestry Whole-Blood Transcriptomic Profiling Reveals Bidirectional Immune and Pharmacogenomic Relevant Differences in Severe Asthma: A Sex-Adjusted Analysis
यह अध्ययन प्रकट करता है कि गंभीर अस्थमा वाले अफ्रीकी- और यूरोपीय-वंश के व्यक्तियों के बीच संपूर्ण-रक्त ट्रांसक्रिप्टोमिक अंतर द्विदिश हैं और इनमें प्रतिरक्षा एवं फार्माकोजेनोमिक दोनों मार्ग शामिल हैं, जो समान सूजन के बजाय रोग-संबंधी ट्रांसक्रिप्शनल परिवर्तनों और परिसंचारी कोशिका संरचना के बीच एक जटिल परस्पर क्रिया का सुझाव देते हैं।
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अस्थमा कोई एक अकेली बीमारी नहीं है जो सभी को एक ही तरह से प्रभावित करती है। यह एक ऐसी स्थिति है जहाँ श्वसन मार्ग (airways) में सूजन आ जाती है और वे संकुचित हो जाते हैं, जिससे सांस लेने में कठिनाई होती है, लेकिन ऐसा होने के कारण और इसकी गंभीरता व्यक्ति दर व्यक्ति बहुत भिन्न हो सकती है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि अस्थमा सभी नस्लीय और जातीय समूहों को समान रूप से प्रभावित नहीं करता है। कई स्थानों पर, अफ्रीकी मूल के लोग अपने श्वेत समकक्षों की तुलना में गंभीर अस्थमा, आपातकालीन कक्ष के अधिक दौरों और अस्पताल में भर्ती होने की उच्च दर का अनुभव करते हैं। यह असमानता सामाजिक कारकों के एक जटिल मिश्रण द्वारा संचालित है, जैसे कि स्वास्थ्य सेवा तक पहुँच और प्रदूषण का प्रभाव, लेकिन शोधकर्ता यह भी सोचते हैं कि क्या इसमें जीव विज्ञान (biology) की कोई भूमिका है। इसकी जांच करने के लिए, वैज्ञानिक जेनेटिक्स और आणविक गतिविधि के माध्यम से शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली (immune system) का अध्ययन करते हैं। वे "ट्रांसक्रिप्टोम" (transcriptome) का परीक्षण करते हैं, जो अनिवार्य रूप से किसी कोशिका में एक दिए गए क्षण में सक्रिय सभी जीनों का एक स्नैपशॉट है। इन रक्त नमूनों में इन आनुवंशिक संदेशों को पढ़कर, शोधकर्ता यह देखना चाहते हैं कि क्या विभिन्न आबादी के बीच अस्थमा का अंतर्निहित जीव विज्ञान इस तरह से भिन्न है जो यह समझा सके कि कुछ लोग इस बीमारी के साथ अधिक संघर्ष क्यों करते हैं।
एक नए अध्ययन ने गंभीर अस्थमा वाले लोगों के रक्त का परीक्षण करके इन जैविक अंतरों को खोजने का प्रयास किया। शोधकर्ताओं ने यू-बायोप्रेड (U-BIOPRED) नामक एक बड़े अंतर्राष्ट्रीय प्रोजेक्ट के बीस-चार प्रतिभागियों के एक विशिष्ट समूह पर ध्यान केंद्रित किया। इस समूह को सावधानीपूर्वक चुना गया था जिसमें अफ्रीकी मूल के बारह व्यक्तियों और यूरोपीय मूल के बारह व्यक्तियों को शामिल किया गया था। एक निष्पक्ष तुलना सुनिश्चित करने के लिए, टीम ने लिंग के आधार पर समूहों को संतुलित किया, जिसमें प्रत्येक श्रेणी में आठ महिलाएं और चार पुरुष थे। वैज्ञानिकों ने इन प्रतिभागियों के संपूर्ण रक्त में आनुवंशिक गतिविधि का विश्लेषण किया, जो शरीर की प्रणालीगत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (systemic immune response) की खिड़की के रूप में कार्य करता है। चूंकि रक्त कई अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं, जैसे कि न्यूट्रोफिल और लिम्फोसाइट्स का मिश्रण है, इसलिए शोधकर्ताओं को पूर्वजों (ancestry) से संबंधित संकेतों को देखने से पहले लिंग के अंतरों को ध्यान में रखना पड़ा, क्योंकि लिंग ज्ञात रूप से जीन गतिविधि को प्रभावित करता है।
विश्लेषण से पता चला कि आनुवंशिक डेटा में सबसे महत्वपूर्ण भिन्नता वास्तव में पूर्वजों के समूह (ancestry group) से थी। जब शोधकर्ताओं ने इन अंतरों का मानचित्र तैयार किया, तो उन्होंने पाया कि दोनों समूहों के आनुवंशिक प्रोफाइल विशिष्ट थे, लेकिन उस सरल तरीके से नहीं जैसा कि अपेक्षित था। एक सामान्य धारणा यह है कि एक समूह दूसरे की तुलना में समान रूप से अधिक सूजन (inflammation) से ग्रस्त हो सकता है, लेकिन डेटा ने एक बहुत अधिक जटिल तस्वीर दिखाई। एक ही दिशा में परिवर्तन के बजाय, ये अंतर द्वि-दिशीय (bidirectional) थे। इसका अर्थ यह है कि जबकि सूजन और वायुमार्ग क्षति से जुड़े कुछ जीन यूरोपीय-मूल के समूह में अधिक सक्रिय थे, प्रतिरक्षा नियमन (immune regulation) और चयापचय (metabolism) से संबंधित अन्य जीन अफ्रीकी-मूल के समूह में अधिक सक्रिय थे। यह केवल एक समूह के "अधिक खराब" या "कुल मिलाकर अधिक सूजन" वाला मामला नहीं था; बल्कि, दोनों समूहों ने जैविक गतिविधि के विपरीत पैटर्न दिखाए।
विशिष्ट जीनों के बीच, शोधकर्ताओं ने तेरह प्रमुख जीनों की पहचान की जो अस्थमा में शामिल होने के लिए जाने जाते हैं। ये जीन दोनों समूहों के बीच लगभग समान रूप से विभाजित थे। यूरोपीय-मूल के समूह में, वायुमार्ग रीमॉडलिंग (airway remodeling)—वह प्रक्रिया जहाँ वायुमार्ग की संरचना बदलती है और मोटी हो जाती है—और प्रतिरक्षा कोशिकाओं को आकर्षित करने वाले कुछ रासायनिक संकेतों से जुड़े जीन अधिक सक्रिय थे। अफ्रीकी-मूल के समूह में, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित करने और ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस (oxidative stress), जो कि एक प्रकार की कोशिकीय क्षति है, को प्रबंधित करने में शामिल जीन उच्च गतिविधि दिखाते थे। यह निष्कर्ष इस विचार को चुनौती देता है कि विभिन्न आबादी में गंभीर अस्थमा एक एकल, समान जैविक तंत्र द्वारा संचालित होता है। इसके बजाय, यह सुझाव देता है कि बीमारी अलग-अलग समूहों में अलग-अलग जैविक मार्गों के माध्यम से प्रकट होती है।
हालाँकि, अध्ययन ने इन परिणामों की व्याख्या करने में एक महत्वपूर्ण जटिलता को भी रेखांकित किया। शोधकर्ताओं ने एसीआरके1 (ACKR1) नामक एक जीन में एक बहुत मजबूत संकेत देखा, जो एक ऐसे आनुवंशिक वेरिएंट से प्रभावित होता है जो अफ्रीकी मूल के लोगों में आम है। यह वेरिएंट न्यूट्रोफिल नामक एक विशिष्ट प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका की कम संख्या से जुड़ा है। चूंकि रक्त के नमूने कई प्रकार की कोशिकाओं का मिश्रण थे, इसलिए अफ्रीकी-मूल के समूह में कुछ प्रतिरक्षा जीनों की कम गतिविधि केवल इसलिए हो सकती है क्योंकि रक्त में न्यूट्रोफिल की संख्या कम थी, न कि इसलिए कि उन जीनों की सक्रियता कम थी। यह बिल्कुल वैसा ही है जैसे कि एक गायक दल (choir) इसलिए शांत लग सकता है क्योंकि कमरे में गायक कम हैं, न कि इसलिए कि वे कम जोर से गा रहे हैं। शोधकर्ता कोशिकाओं के भीतर जीन गतिविधि के प्रभाव को कोशिका संख्याओं के प्रभाव से अलग नहीं कर सके क्योंकि उनके पास इन विशिष्ट प्रतिभागियों के लिए विभिन्न रक्त कोशिकाओं की विस्तृत गणना नहीं थी।
अध्ययन ने यह भी देखा कि क्या ये अंतर लिंग (sex) द्वारा संचालित थे, लेकिन परिणामों ने पुष्टि की कि पूर्वजों (ancestry) से संबंधित पैटर्न लिंग-संबंधी पैटर्न से अलग थे। पुरुष और महिलाओं के बीच भिन्न होने वाले जीन वे थे जिन्हें वैज्ञानिक पहले से ही उम्मीद करते थे, जैसे कि एक्स (X) और वाई (Y) गुणसूत्रों पर स्थित जीन, और अस्थमा के किसी भी प्रमुख जीन ने अकेले लिंग के आधार पर कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया। इसने शोधकर्ताओं को विश्वास दिलाया कि उनके द्वारा पाए गए पूर्वज-संबंधी अंतर केवल एक समूह में अधिक महिलाओं या पुरुषों के होने का परिणाम नहीं थे।
इन दिलचस्प निष्कर्षों के बावजूद, शोधकर्ता उपचार के लिए इन परिणामों के अर्थ को लेकर सतर्क हैं। यह अध्ययन छोटा था, जिसमें केवल चौबीस लोग शामिल थे, और इसमें रोगियों की आयु, धूम्रपान के इतिहास या उनके द्वारा ली जा रही विशिष्ट दवाओं जैसे महत्वपूर्ण विवरणों की जानकारी नहीं थी। इन विवरणों की कमी का अर्थ है कि अन्य कारक भी परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं। लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि उनका कार्य यह सिद्ध नहीं करता है कि पूर्वज (ancestry) स्वयं इन अंतरों का कारण है, और न ही यह किसी विशिष्ट "अफ्रीकी प्रकार" या "यूरोपीय प्रकार" के अस्थमा की पहचान करता है जिसके लिए अलग दवा की आवश्यकता हो। इसके बजाय, अध्ययन विशिष्ट जीनों और जैविक मार्गों की एक सूची प्रदान करता है जो आगे की जांच के योग्य हैं।
इस शोध का अंतिम लक्ष्य उपचार को व्यक्ति के जीव विज्ञान के अनुरूप बनाना है। यह पहचानकर कि बीमारी आणविक स्तर पर विभिन्न आबादी में अलग दिख सकती है, वैज्ञानिक भविष्य में बेहतर परीक्षण और उपचार विकसित करने की आशा करते हैं जो सभी के लिए काम करें। लेकिन इससे पहले कि ऐसा हो सके, इन निष्कर्षों की बड़ी समूहों में और अधिक विस्तृत स्वास्थ्य रिकॉर्ड के साथ पुष्टि की जानी चाहिए। फिलहाल, यह अध्ययन इस बात की याद दिलाता है कि अस्थमा का जीव विज्ञान विविध और जटिल है, और इसे समझने के लिए सरल श्रेणियों से परे देखना आवश्यक है ताकि उन जटिल, द्वि-दिशीय पैटर्न को देखा जा सके जो यह निर्धारित करते हैं कि यह बीमारी विभिन्न लोगों को कैसे प्रभावित करती है।
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