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Nature Genetics:大數(shù)據(jù)分析可預(yù)測(cè)常見(jiàn)致命疾病風(fēng)險(xiǎn)

作者:Tierna  來(lái)源:生物探索
  2018-08-16
這些測(cè)試?yán)没蚪M中數(shù)百萬(wàn)個(gè)地方的信息來(lái)確定五種疾病的風(fēng)險(xiǎn),可以在癥狀出現(xiàn)之前就預(yù)示更有可能發(fā)展成潛在的致命疾病。雖然這項(xiàng)研究數(shù)據(jù)源自英國(guó),但它表明,僅根據(jù)基因變異,美國(guó)就有高達(dá)2500萬(wàn)人患冠狀動(dòng)脈疾病的風(fēng)險(xiǎn)可能比正常人高出3倍以上。

       這些測(cè)試?yán)没蚪M中數(shù)百萬(wàn)個(gè)地方的信息來(lái)確定五種疾病的風(fēng)險(xiǎn),可以在癥狀出現(xiàn)之前就預(yù)示更有可能發(fā)展成潛在的致命疾病。雖然這項(xiàng)研究數(shù)據(jù)源自英國(guó),但它表明,僅根據(jù)基因變異,美國(guó)就有高達(dá)2500萬(wàn)人患冠狀動(dòng)脈疾病的風(fēng)險(xiǎn)可能比正常人高出3倍以上。此外,還有數(shù)百萬(wàn)人患其他疾病的風(fēng)險(xiǎn)也可能類似?;蚪M信息可以讓醫(yī)生將注意力特別集中在這些個(gè)體上,或能通過(guò)早期干預(yù)實(shí)現(xiàn)疾病的預(yù)防。

       這項(xiàng)研究提出了一個(gè)重要的問(wèn)題:如何在醫(yī)療系統(tǒng)中進(jìn)一步完善和使用這種稱為多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(polygenic risk scoring)的方法?同時(shí),作者指出,這一份研究很大程度上是基于來(lái)自歐洲裔個(gè)人的信息,我們還需對(duì)其他族裔群體進(jìn)行更大范圍的研究,以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。這項(xiàng)研究發(fā)表在8月13日的《Nature Genetics》雜志上。

       “我們?cè)缇椭?,僅僅根據(jù)他們的總體遺傳變異就能知道一些高風(fēng)險(xiǎn)人群。”通訊作者、Broad Institute心血管疾病倡議主任兼哈佛醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授Sekar Kathiresan說(shuō), “現(xiàn)在,我們能夠使用基因組數(shù)據(jù)以有意義的方式來(lái)測(cè)量這種風(fēng)險(xiǎn)。從公共衛(wèi)生的角度來(lái)看,我們需要確定這些高危人群,以便我們能夠提供適當(dāng)?shù)淖o(hù)理。”

       具體研究

       為了開(kāi)發(fā)疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分算法,研究人員首先從大規(guī)模全基因組關(guān)聯(lián)研究中收集數(shù)據(jù),以確定與冠狀動(dòng)脈疾病、心房顫動(dòng)、2型糖尿病、炎癥性腸病或乳腺癌相關(guān)的基因變異。對(duì)于每種疾病,他們應(yīng)用一種計(jì)算算法將來(lái)自所有變異體的信息(其中大部分變異體單獨(dú)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響非常?。┙M合成一個(gè)單一的數(shù)字,即多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。這個(gè)數(shù)字可以用來(lái)根據(jù)一個(gè)人的基因組預(yù)測(cè)他(她)的患病幾率。

       為了驗(yàn)證該算法,研究小組對(duì)來(lái)自英國(guó)生物銀行(UK Biobank)的40多萬(wàn)人的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)試,該銀行是一個(gè)廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù),收集了來(lái)自英國(guó)血統(tǒng)參與者的基因組數(shù)據(jù)和醫(yī)學(xué)信息。

       需要強(qiáng)調(diào)的是,根據(jù)Khera的說(shuō)法,冠狀動(dòng)脈疾病的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分高的人不一定表現(xiàn)出其他疾病風(fēng)險(xiǎn)的警告信號(hào)(如高血壓或高膽固醇)。

       他解釋說(shuō): “這些人的心臟病發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)是正常水平的幾倍,而這僅僅是由于多種基因變體的附加效應(yīng)。一旦他們進(jìn)入臨床實(shí)踐中,常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)就無(wú)法判斷他們的風(fēng)險(xiǎn)值。只有對(duì)這些病例進(jìn)行確認(rèn),我們才能更有效地進(jìn)行篩查和治療,而新算法為我們提供了一種潛在的前進(jìn)道路。”

       準(zhǔn)確預(yù)測(cè)

       以冠狀動(dòng)脈疾病的評(píng)分方法為例:該算法在基因組中搜索了660多萬(wàn)個(gè)位置,以估計(jì)一個(gè)人患致命疾病的風(fēng)險(xiǎn)(這是美國(guó)最常見(jiàn)的心臟病類型,也是成人死亡的主要原因)。在英國(guó)生物銀行數(shù)據(jù)集中顯示,基于他們的遺傳變異,8%的人比其他人多出三倍多的可能性患上這種疾病。絕對(duì)來(lái)說(shuō),只有0.8%的多基因風(fēng)險(xiǎn)得分的人患有冠心病,而得分的人中, 11%患有冠心病。

       乳腺癌是導(dǎo)致女性惡性腫瘤相關(guān)死亡的主要原因,多基因預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),與其他人相比,1.5%的英國(guó)生物庫(kù)人口患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)是其他人的三倍多,而那些多基因風(fēng)險(xiǎn)得分的人風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)5倍。從絕對(duì)數(shù)字來(lái)看,這意味著得分的人中,19%患有乳腺癌,而其余的人只有4%。研究人員隨后對(duì)2型糖尿病、房顫和炎癥性腸病的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分也采用了類似的方法。

       一些局限

       為了開(kāi)發(fā)其他常見(jiàn)疾病的多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分測(cè)試,研究小組指出,需要進(jìn)行額外的研究來(lái)收集全基因組關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),并通過(guò)參考生物庫(kù)來(lái)驗(yàn)證評(píng)分。此外,目前的多基因風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算主要來(lái)自對(duì)歐洲血統(tǒng)的人進(jìn)行的遺傳研究,因此需要更多的研究來(lái)優(yōu)化其他種族群體的算法。

       盡管如此,研究人員建議,現(xiàn)在是生物醫(yī)學(xué)界考慮將這種方法納入臨床護(hù)理的時(shí)候了。但在做到這一點(diǎn)之前,還需考慮多種因素,例如疾病是否有遺傳成分;對(duì)于普遍性疾病,建議將篩查納入常規(guī)臨床護(hù)理;提前了解一種疾病的遺傳風(fēng)險(xiǎn)有助于指導(dǎo)護(hù)理以抵消這種遺傳風(fēng)險(xiǎn)。

       “歸根結(jié)底,這是一種新型的基因風(fēng)險(xiǎn)因子。我們?cè)O(shè)想將多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分作為一種方法來(lái)識(shí)別疾病的高或低風(fēng)險(xiǎn)人群,或許早在出生階段就可利用這些信息制定干預(yù)措施,如改變生活方式或治療方法預(yù)防疾??;對(duì)于心臟病,我預(yù)見(jiàn)每位患者在不久的將來(lái)都有機(jī)會(huì)知道他或她的多基因風(fēng)險(xiǎn)數(shù),就像他們現(xiàn)在知道膽固醇數(shù)值一樣。” Kathiresan總結(jié)。

       參考資料:

       Researchers predict risk for common deadly diseases from millions of genetic variants

       

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