《欧洲的基因变异并不能很好地预测中东的疾病》

  • 来源专题:生物安全网络监测与评估
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2021-03-20
  • 卡塔尔基金会(Qatar Foundation)的一项新研究表明,欧洲基因研究在中东人口中并不特别准确。

    发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的第一个关于卡塔尔人口的大型全基因组测序研究,是第一个识别卡塔尔人口特有的遗传变异的研究。它也为临床实验室测试的遗传结构提供了新的见解。

    “在这项研究中,我们发现基因变异控制许多实验室测试(主要是与血细胞)被识别的研究欧洲人口预测性能较低,当应用于卡塔尔人口(也就是说,他们并不能很好的转化为卡塔尔),”奥马尔•Albagha博士论文的资深作者和基因组和精密医学教授哈马德•本•哈利法塔大学健康和生命科学学院告诉BioSpace。

    也就是说,该研究指出,卡塔尔人和欧洲人之间的性状遗传比卡塔尔人和非洲或日本人之间的性状遗传更相似。

    Albagha说:“这项研究集中在血液实验室测试上,血液实验室测试通常用于评估患者并跟踪他们的治疗,因为我们知道遗传因素有助于实验室测试测量。

    “因此,为了发展精准医疗,我们需要更多的研究来确定最能预测中东人口疾病的遗传变异集合。我们不能简单地从欧洲人群中提取研究结果,直接应用到中东,因为疾病的遗传结构因人群而异。”他说。

    这项研究评估了整个基因组中6128个个体的遗传变异,并通过对卡塔尔生物样本库中7768个个体的样本筛选得到了证实。他补充说:“这项研究主要基于卡塔尔人和中东的长期居民。”

    文章指出,通过研究45种临床相关特征的数据,Albagha和他的同事们发现了“281种不同的、在全基因组意义上与已知关联相同的变异特征关联”。其中17人主要在卡塔尔。显著的遗传差异包括身高、体重、胆固醇、红细胞计数和白细胞计数等。

    利用卡塔尔基因组计划(QGP)的数据对11个性状的多基因评分(PGS)进行预测性能测试,结果表明:“所有被测PGS在QGP数据上的预测性能均较低,平均表现为

    其中64.7%适用于欧洲人。”

    这项研究以胆固醇为例表明,预测差异可能是由环境或生活方式因素造成的。TCH和LDL-C的估计数明显低于欧洲或非洲人口报告的值,“表明环境影响的贡献更高,如饮食和生活方式。”作者写道,对身体质量指数遗传率的估计也较低,并指出卡塔尔是世界上肥胖率最高的国家之一。

    种群间的连锁不平衡模式似乎在预测差异中起作用。分析显示,“在欧洲、东亚和卡塔尔人群中,连锁不平衡和等位基因频率存在显著差异。”

    这项研究的结果可能适用于整个中东地区。

    “结果适用于那些有共同的家庭根源可能回去几百年或更久,所以他们肯定适用于居住在中东北非(MENA)地区,也可能大多数的阿拉伯人在中东,”卡斯滕Suhre,博士,这篇论文的主要作者和威尔康奈尔医学生物信息学核心主管- - -卡塔尔,告诉BioSpace。“需要对其他阿拉伯人口进行进一步的研究,以获得更详细的情况。”

    “据我们所知,目前还没有一项发表的研究描述了中东类似大小的基因组数据,”阿尔巴加说。“大多数发表的研究都是基于小规模的研究,集中在单一疾病的少量实验室测试上。”

    苏雷补充说:“我们所知的规模第二大的研究也是由我们进行的,共有996名参与者来自卡塔尔。”“它使用了更一般的生化读数,而不是临床相关的特征。

    “这项研究的结果已经保存在一个面向全世界研究人员的公开数据库中。当我们的发现与来自其他人群的发现结合起来时,有可能识别出额外的遗传变异——特别是如果这些变异在其他人群中很罕见,比如欧洲人,但在卡塔尔人很常见,”Albagha说。

    鉴于这些发现,在开发新的治疗方法时,考虑阿拉伯基因组的具体情况是很重要的。他说:“这些新的变异可能成为设计新的治疗方法的有用目标。”

相关报告
  • 《Science:多种精神疾病之间存在相同的基因变异》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-06-29
    • 美国布罗德研究员斯坦利中心群体遗传学主任Ben Neale说,“这项研究正开始重新塑造我们对大脑疾病的看法。如果我们能够揭示不同疾病之间重叠的遗传影响和模式,那么我们可能能够更好地了解这些疾病的根本原因,并有可能确定适合定制治疗的具体机制。” 探究这些生物关联是充满挑战性的。大脑是一种棘手的难以直接研究、难以详细扫描或伦理上难以进行活组织检查的器官。因为多种脑部疾病常常同时发生,所以很难破解一种脑部疾病何时可能影响另一种脑部疾病的产生。 为了研究这些脑部疾病之间的生物学重叠,这些研究人员必须依赖于遗传学手段。就当前的这项研究而言,他们将他们的数据汇集在一起来检查25种精神疾病和神经疾病的遗传模式。由于每种遗传变异仅对发生某种疾病的风险贡献很小的百分比,因此开展这种分析就需要大量样本以便从噪音中分离出可靠的信号。 这些研究人员对265218名患者和784643名对照者进行了全基因组关联研究(GWAS)来测量这些疾病的遗传重叠程度。他们还从1191588个人中检查了脑部疾病与17种身体或认知指标(如受教育年数)之间的关系。这种数据集最终包括他们能够确定出的研究常见脑部疾病的具有足够样本量的所有GWAS联盟。 Neale实验室博士后研究员Verneri Anttila说,“这是来自全世界数百名研究人员在分享数据上作出的前所未有的努力,这会增强我们对大脑的理解。” 最终结果表明在不同类型的精神疾病---尤其是注意缺陷多动性障碍(ADHD)、躁郁症、重度抑郁症和精神分裂症---之间存在广泛的遗传重叠。这些数据还显示神经性厌食症和强迫症(OCD)之间以及OCD和图雷特综合症(Tourette syndrome)之间存在强烈的遗传重叠。相反,诸如帕金森病和多发性硬化症等神经疾病似乎彼此之间以及与除偏头痛之外的精神疾病之间存在着明显的不同,其中偏头痛与ADHD、重度抑郁症和图雷特综合症存在着遗传关联性。 根据这些研究人员的说法,精神疾病之间的高度遗传相关性提示着当前的临床类别并不能准确反映潜在的生物学特性。Neale说,“当患者被确诊时,传统的疾病分类可能并不符合现实,毕竟大脑中的机制可能导致症状重叠。” 作为一个假设的例子,一种调节注意力集中的机制可能会导致ADHD中的注意力不集中行为和精神分裂症中的执行功能下降。对这些遗传关联的进一步探究可能有助于确定新的临床表型,并为患者的治疗开发和选择提供信息。 此外,在认知指标中,这些研究人员吃惊地注意到让一些人易患上某些精神疾病---即厌食症、自闭症、躁郁症和OCD---的遗传因素与较高的儿童认知指标(包括更多的教育年限和大学成就)相关的因素存在着显著的相关性。然而,神经疾病(特别是阿尔茨海默症和中风)与这些相同的认知指标负相关。 Anttila 说,“我们对一些通常与老年人有关的神经疾病的遗传因素与影响早期认知指标的遗传因素呈负相关感到吃惊。此外,也令人吃惊的是,与许多精神疾病有关的遗传因素与教育程度正相关。我们需要开展更多的研究和更大的样本量来了解这些关联性。” 这些研究人员已在线提供了他们的GWAS数据。为了发现可能与这些疾病相关的机制和信号通路,他们计划研究更多的特征和遗传变异以便进一步探究这些模式。
  • 《遗传背景影响单基因变异的患病风险》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2020-08-25
    • 当一个人得知自己在基因上易患某种疾病时,生活就会发生巨大的改变,比如一种被称为家族性高胆固醇血症的疾病,一种突变的基因会导致胆固醇升高,增加过早心脏病发作的风险。但是这种疾病的预测是复杂的:并不是每个人都携带这种高风险的单一基因变异而患上这种疾病。 现在,麻省理工学院和哈佛大学的布罗德学院、麻省总医院(Massachusetts General Hospital, MGH)和哈佛医学院的研究人员与IBM研究和健康技术公司Color合作,已经发现了一个可能的原因。他们研究遗传和临床数据超过80000人,发现一个人的遗传背景不仅影响心脏病的风险在人们携带家族性高胆固醇血症基因变异,而且乳腺癌和结肠直肠癌的风险高危患者单基因变异使他们易罹患这些疾病。 此外,研究小组还发现,对于一些具有高风险单基因变异的人来说,多基因评分较低——这说明了许多常见遗传变异对疾病在整个基因组中传播的微小影响——可能会降低他们患病的风险,使其更接近人群的平均水平。 这些研究结果发表在《自然通讯》上,具有生物学和临床意义。他们帮助解释了为什么一些遗传易感性的人不会患上疾病,并提出了更准确地解释患者的遗传疾病风险的方法。最终,从这项研究中获得的见解将指导临床实践中更明智的决策和遗传咨询——例如,更准确地确定哪些患者应该接受更频繁的疾病筛查。 “患者和临床医生通常认为有高风险的变异使最终得到的疾病是不可避免的,但实际上一个重要子集继续正常生活,“说阿克勒说道c大调,co-first研究的作者,谁MGH心脏病研究员,博士后在广泛的程序在医学和种群遗传学(MPG)。“传统的方法是专注于与疾病相关的单个碱基对突变,但基因组中有30亿个碱基对。所以我们问你,你的其他基因组是否可以帮助解释我们在这些病人身上看到的不同发病率,答案是肯定的。” 布罗德大学的王敏贤和有色大学的朱利安·霍姆伯格是这项研究的另外两位共同作者。 多基因的力量 这项研究聚焦于三种疾病:家族性高胆固醇血症,即单基因变异使机体无法清除血液中的胆固醇,从而提高了心脏病的风险;林奇综合症,dna修复基因的缺陷通常会导致结直肠癌;以及由BRCA1或BRCA2基因缺陷引起的遗传性乳腺癌。大多数有这些高风险变异的个人和家庭仍然没有意识到他们的先天风险,而且他们不能通过家族史或其他风险因素得到可靠的识别(详细情况在最近的同行出版物中)。 研究人员分析了80,298人的基因和临床信息,其中包括61,664名英国生物库参与者和19,264名女性乳腺癌高风险基因变异的颜色测试。他们寻找具有特定高风险变异的人,计算他们的疾病多基因评分,然后通过他们的医疗记录确定个人是否患病。 “在过去尝试做这类研究时,有两个主要障碍,”资深作者阿米特·赫拉(Amit Khera)说。他是医学科学家,领导着密歇根大学基因组医学中心(Center for Genomic Medicine)的一个研究小组,也是Broad MPG的副主任。“你需要有和没有高风险变异的参与者的非常大的数据集,你需要计算这些人的高质量多基因分数,以量化他们的遗传背景。”基因学团体现在才开始使用这些关键工具。” 研究小组发现,对于一小部分具有高风险单基因或“单基因”疾病变异的人来说,多基因评分高的人总体患病风险增加了一倍多,从估计的平均35%到41%,甚至到80%。 例如,研究人员估计了一个人在75岁时患心脏病的风险,分析了他们的单基因变异和多基因背景的影响,并计算出高风险变异但多基因评分较低的人的风险低至17%。但那些具有高风险变异和高多基因评分的人,患病风险高达78%。 对于那些有高风险变异的人来说,这种风险梯度在乳腺癌中为13%到76%,在结肠直肠癌中为11%到80%。但在这三种疾病中,有利的多基因背景降低了患病风险,使其更接近没有高风险变异的普通人。 希拉说:“风险的变化是惊人的。“对于乳腺癌来说,女性的患病风险是13%还是76%对于她是否选择乳房切除术或频繁进行影像学检查可能非常重要。”此外,对于林奇综合症,一个更精确的风险评估同样可以成为完全切除结肠或频繁进行结肠镜检查的决定性因素。” 这些发现与之前的研究一致,其中一项研究关注的是一大批患有乳腺癌高风险变异的个体,另一项研究则分析了医疗系统中患者的复杂特征,如身高或胆固醇水平。最近,一份来自Broad研究人员的独立报告也扩展了血液特征和疾病的多基因和单基因风险之间的相互作用——表明这一概念适用于所有人类条件。 基因组解释工具 这项研究还为一种评估疾病风险的新方法提供了科学基础,在这种方法中,考虑遗传背景提高了风险估计的准确性,即使对那些具有高风险变异的人也是如此。除了遗传因素,研究人员计划建立模型,考虑到其他与疾病风险相关的非遗传因素。 “我们研究了单基因和多基因疾病风险的相互作用,”Fahed说。但遗传学只是故事的一部分。对于心脏病,风险包括其他因素,如血压和生活方式风险,如吸烟。同样重要的是要考虑到这些因素,并开发出更全面的风险模型。” 随着多基因评分和疾病风险模型进入常规医疗实践,这组科学家说,这些强大的临床工具可以让患者利用遗传信息更好地理解、预测和预防疾病——Khera已经在他共同创立的MGH的预防基因组学诊所实施了这一想法。今年秋天,该诊所将开始提供一项由Color开发的临床测试,评估心脏病的单基因和多基因风险。 “我们很高兴能在接下来的几个月里为我们的病人提供最先进的基因风险评估。我们下一步的工作之一是教育医生和病人掌握更先进的遗传风险预测因子,比如多基因评分。”“但是在其他人群中进一步验证综合遗传风险模型也有重要的工作要做。可靠地将单基因变异归类为高风险和使用多基因分数对人群分层的能力,在欧洲血统的人比其他群体更高,只是因为我们的大多数训练数据就是从那里来的。因此,我们需要使数据集多样化,并改进模型,以便它们能很好地适用于不同祖先的人,确保基因组风险分层对每个人都有利。” 支持这一研究提供了部分由国家心脏,肺和血液研究所,国家人类基因组研究所Leducq基金会,美国心脏协会的叫法研究所从麻省理工和哈佛大学奖学金,从马萨诸塞州总医院Hassenfeld学者奖,从IBM赞助研究协议的研究。