肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征（ME/CFS）是一种终生严重衰弱性疾病，只有一小部分人最终完全康复，患者会出现多种使人衰弱的症状，包括严重乏力、劳累后不适以及认知、睡眠和直立功能障碍。这些症状的严重程度各不相同，因此约25%的患者在整个疾病期间都在家中甚至卧床不起。近年来，DNA甲基化测序技术已被应用于研究ME/CFS患者的疾病状态，许多研究发现患者与对照组之间存在重要差异。

2022年10月，International Journal of Molecular Sciences杂志上发表了一篇题为Dynamic Epigenetic Changes during a Relapse and Recovery Cycle in Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome[1]的研究论文，该研究利用简化基因组甲基化测序（RRBS）等技术揭示了DNA甲基化可以作为肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征（ME/CFS）疾病变异的表观标记物，表明ME/CFS在复发-恢复周期中的动态表观遗传变化。

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研究内容

1. DNA甲基化变化的动态分析

从两名ME/CFS患者和健康年龄匹配的对照组在11个月内的5个间隔时间点采集血液，这5个时间点绘制了ME / CFS患者复发的健康状态（图1A）。使用差异甲基化分析包（DMAP）平台分析来自三个受试者的5个样品中每个样品的代表性亚硫酸氢盐测序（RRBS）的数据，为每个患者和对照（图1B）-命名为 ME-iVMF。通过比较每个CpG位点的变异性来研究每个个体内时间点甲基组的变化。进一步分析表明，患者比对照组更具可变性，尽管不像单个CpG位点甲基化比较那样明显。与两名患者相比，对照组显示变异性评分较低。和以前一样，与P1相比，患有更衰弱的ME / CFS的P2在分析的特征中表现出更高水平的变异性。

图1 研究设计 图2 每个个体计算的变异性的线图

2. 患者常见的ME-iVMF甲基化模式

对ME-iVMF的持续分析仅包括存在于三个个体的所有15个样本中的片段，总共产生了577个常见片段。对这577个常见片段的初步研究涉及在差异甲基化分析中将两名患者与匹配的对照单独进行比较。观察患者和对照组在这些片段处的平均甲基化差异。为了进一步分析患者与基因体内对照组的差异甲基化片段的数据，进行富集分析，在P1与C相比含有差异甲基化片段的26个基因中，确定了两种途径;尼古丁成瘾和吗啡成瘾，由于基因GNAS，CACNA1A和GABRD的存在，与C相比，P2中含有差异甲基化片段的23个基因显示出两种蛋白质结构域的途径;转化生长因子-β（TGF-β）家族和免疫球蛋白C-2型，从基因中鉴定IGSF9B、OPCML、GDF7、CERS1和LINGO3。

图3 ME-iVMFs的甲基化变化热图

3. 识别与复发条件相关的甲基化模式

为了找到与患者复发相关的变化片段，来自整个577个ME-iVMF的数据与患者自我报告的健康评分相关。皮尔逊相关系数是使用每个片段的甲基化百分比与个体自我报告的健康评分之间的关联来计算的。两名患者的片段显示出与基因组元件的许多相互作用，包括与基因体的直接重叠以及GeneHancer中记录的调控元件，USCS基因组浏览器记录了调控元件和基因体之间的调控相互作用集群。由于这些片段在其复发和恢复状态中显示出个体甲基化状态的明显变化，因此对许多相关基因的调节行为具有重要意义。

4. 与对照组相比，复发相关甲基化特征表现出显着的变化

在复发条件下，两名患者体内的甲基化有明显的变化。如前所述，所有这些片段在P1的复发状态下被低甲基化，如图4A，表明相应的调控特征可能对相关基因有下游上调。

图4 动态DNA甲基化变异与自我报告的患者健康状况相关

本文结论

从两名患者中分离出DNA，并定期与健康年龄/性别匹配对照，捕获每种情况下的患者复发情况。在复发恢复周期中获得代表性降低的DNA甲基化测序图谱。与对照组相比，两名患者在采样期间表现出显着更大的甲基组变异性（10-20倍）。在复发期间，在基因组的调节活性区域中检测到两名患者的甲基组图谱的变化，这些区域分别与157和127个下游基因相关，表明代谢，免疫和炎症功能紊乱。ME / CFS患者的健康后复发导致其DNA甲基化组的功能重要变化，虽然两名患者之间存在差异，但导致非常相似的生理受损。DNA甲基化作为正在进行的ME/CFS中疾病变异性的标志，对降低复发频率的策略具有实际应用。

参考文献

[1] Helliwell AM, Stockwell PA, Edgar CD, Chatterjee A, Tate WP. Dynamic Epigenetic Changes during a Relapse and Recovery Cycle in Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome. Int J Mol Sci. 2022 Oct 6;23(19):11852. doi: 10.3390/ijms231911852. PMID: 36233152; PMCID: PMC9570248.