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歷史上,人類基因的相關發現主要集中于歐洲血統人群。如何將這些發現更好地轉移到其他非歐洲血統人群,仍然是一個懸而未決的問題。
目前,一個來自四大洲23個生物資料庫組成的合作項目,正在揭示這種多樣性缺乏造成的結果,如遺漏的致病突變等。該項目擁有超過200萬名志愿者的基因組數據。
近日,發表在《細胞基因組學》的全球生物庫薈萃分析項目(GBMI)首批研究成果,為全基因組關聯研究(GWASs)應更具代表性的原因和促進方式提供了指導。
“GBMI旨在提高GWASs分析中發現與表型相關遺傳變異的能力,并確定更準確的多基因風險評分標準。”該刊主編Laura Zahn說,本期《細胞基因組學》刊登了7項GBMI初步研究結果,相關工作有助于為人類疾病和特征的潛在生物學研究提供新的見解。
利用GBMI的大多數生物庫,研究人員在GWASs中確定了317個已知基因和183個與14種疾病相關的新基因。盡管各生物庫之間存在差異,但試點研究反映出一致的結果,這鼓勵世界各地共享和整合基因組數據,從而可能對某些疾病進行迄今最大的全球遺傳信息系統分析。
通過對多種血統人群的研究,研究人員可以發現更多遺傳疾病的藥物靶點。基因工具提供了一種具有成本效益的方法,從而了解針對遺傳疾病的藥物靶點在不同血統人群之間的效果是否相似。在這項研究中,研究人員使用生物庫樣本篩選了大約1300種蛋白質,并在非洲和歐洲血統人群中進行了測量,以確定它們在8種復雜疾病中的作用。他們確定了45種可能相關的蛋白質,以及7對分別對血統有特定影響的蛋白質,其中16種可優先用于未來藥物實驗研究。
研究引入跨人群GWASs薈萃分析的藥物研發框架。GWASs具有識別和評估候選藥物和藥物靶點的潛力。該研究團隊創建了指導方針,利用3種技術進行深入的、基因組驅動的跨人群藥物研發。他們將這一框架應用于13種常見疾病,提出了有前景的候選藥物,這些藥物針對的是涉及特定類型血栓凝固過程以及痛風免疫信號通路的基因。
40年的遺傳數據也帶來了優勢。自1984年以來,挪威特倫德拉格郡約有22.9萬人參加了特倫德拉格健康研究(HUNT)項目,生成了近40年隨訪的健康記錄和生物樣本。在HUNT參與者中,大約有8.8萬人提供了遺傳數據,這些數據被用于深入了解心血管、代謝、骨質疏松和肝臟相關疾病的機制。該項目啟發人們應在更多不同人群中開展類似的縱向研究。
罕見病研究也迎來新機會。通過結合全球13個生物庫的數據,該研究團隊對數千名特發性肺纖維化(IPF)患者進行了多祖先GWASs。IPF是一種以肺組織瘢痕為特征的罕見疾病。研究人員發現了7個與IPF相關的新基因標記。如果相關分析僅限于歐洲血統個體,那么這些基因標記中只有一個能被識別出來。
相關研究也有助于克服研究祖先特異性基因關聯的統計挑戰。轉錄組相關性研究(TWASs)通過整合基因表達的預測模型,提高了基因相關性檢測能力,并為基因相關性提供了生物學背景。在這篇論文中,研究人員強調了血統和組織特異性的實際考慮、薈萃分析策略,以及面臨的挑戰。這為將轉錄組添加到與生物庫相關的GWASs奠定了基礎,使遺傳基因數據的發現加速了基因組醫學研究。(馮維維)