揭示精神疾病的遗传基础需要数据和工具,而不仅仅是基于白人
精神疾病是一个日益严重的公共卫生问题。预计在2019年全世界每8个人中就有一个受到抑郁症、精神分裂症或躁郁症等精神障碍的影响。虽然科学家们很早就知道这些疾病在家族中遗传,但它们的遗传基础并不完全清楚。其中一个原因是,研究中使用的大多数现有基因数据绝大多数来自白人。
2003年,人类基因组计划(Human Genome Project)通过捐赠的样本组合生成了第一个人类DNA“参考基因组”纽约州北部居民他们都有欧洲血统。许多生物医学领域的研究人员仍然在他们的工作中使用这个参考基因组。但它并没有提供人类遗传学的完整图景。有不同基因血统的人会有一些变化在他们的DNA中没有被参考序列捕获。
当世界上大多数的祖先都没有在基因组数据集中得到体现时,研究将无法真实地反映疾病在全人类中的表现。尽管如此,自人类基因组计划宣布第一个结果以来的20年里,基因分析的祖先多样性并没有改善。截至2021年6月,80%以上的基因研究都是在欧洲血统的人身上进行的其中只有不到2%的人是非洲人后裔,尽管这些人有大多数遗传变异在所有人类中。
增加基因组研究多样性的路线图。真诚的,协调一致的全球努力,以确保基因组公平的利益# precisionmedicine是否人人都有迫切需要@NatureMedicine@OncoAlerthttps://t.co/GEuO0sp4QVpic.twitter.com/dY6dNrJtPq
- VivekSubbiah,医学博士(@VivekSubbiah)2022年2月13日
为了揭开遗传因素开车精神疾病,我,辛妮查普曼我们在麻省理工学院布罗德研究所和哈佛大学的同事已经与世界各地的合作者合作推出斯坦利全球该计划旨在从美国和北欧以外的地区收集更多样化的基因样本,并培训科学家下一代研究人员世界各地。不仅基因数据缺乏多样性,科学家用来测序和分析人类基因组的工具和技术也缺乏多样性。因此,我们正在实施一种新的测序技术,以解决以前的方法的不足之处,这些方法没有考虑到全球人口的遗传多样性。
全球数据的全球伙伴关系
为了研究精神疾病的遗传学,研究人员使用了来自全基因组关联研究比较患有和没有某种特定疾病的人之间的基因变异。然而,这些数据集大多是基于欧洲血统的人这在很大程度上是因为大规模遗传学研究的研究基础设施和资金,以及进行这些研究的科学家,历来都集中在欧洲和美国。
缩小这一差距的一种方法是对不同人群的基因数据进行测序。我和我的同事正与来自四大洲14个国家的遗传学家、统计学家和流行病学家密切合作,研究数万名患有精神疾病的非洲、亚洲和拉丁裔人的DNA。我们共同招募参与者并收集DNA样本,这些样本在马萨诸塞州的布罗德研究所进行测序,并与所有合作伙伴共享以进行分析。
对声音和优先事项进行优先排序的当地社区科学家是我们工作的基础。所有合作伙伴拥有项目的共同所有权,包括决策和样本及数据的所有权和控制权。为了做到这一点,我们与我们正在研究的当地社区以及与我们合作的当地大学领导和科学家建立关系和信任。我们致力于了解当地的文化和习俗,并调整我们的收集方法,以确保研究参与者感到舒适。例如,由于在提供唾液和血液样本方面存在不同的文化敏感性,我们根据地点调整了我们的做法,以确保研究参与者感到舒适。
我们还与合作伙伴自由分享知识和材料。布罗德学院与当地团队之间双向交流学习进度和成果,使团队之间能够持续学习、教学和团结。我们努力通过交流实践和培训科学家来满足彼此的需求,以支持当地发展和当地主导的研究项目。
我们与非洲研究小组的合作提供了一个很好的例子我们的模型.例如,我们的非洲研究同事是资助实验室设备、科学家和其他工作人员在其研究地点开展项目的补助金的共同领导者。我们帮助支持下一代非洲遗传学家和生物信息学家通过专门的培训计划.
分析变化
从更多样化的人群中收集样本只是挑战的一半。
现有的基因组测序和分析技术不能充分捕捉世界各地人群的遗传变异。这是因为这些技术的设计是为了检测基于欧洲血统的人的参考DNA的遗传变异,而他们减少精度当分析不是来自参考基因组的序列时。当这些工具被应用到基因数据从其他人群中,他们没能发现很多丰富的变异在他们的基因组中。这可能会导致研究人员错过重要的生物医学发现。
为了解决这个问题,我们开发了一种基因组测序的方法,可以从世界各地的人群中检测到更多的遗传变异。它通过对外显子组-蛋白质编码基因组的不到2%,以及不编码蛋白质的98%的基因组的不详细测序。
这种结合的方法减少了遗传学家在测序项目中经常不得不做出的权衡。高深度全基因组测序这种方法可以多次读取整个基因组以获得详细数据,但对大量DNA样本来说成本太高。而信号低排序控件中读取较小的段以降低成本基因组,它可能会错过一些重要的遗传变异。有了我们的新技术,遗传学家可以两全其美:深入测序外显子组最大化精确定位的可能性特定的基因在精神疾病中起作用,而对整个基因组进行深度测序使研究人员能够更经济有效地处理大量的整个基因组。
个性化医学
我们希望这项新技术将允许研究人员对来自不同祖先的大样本进行测序,以捕捉基因变异的全部广度。随着对精神疾病遗传学的更好理解,临床医生和研究人员将更好地开发出适用于每个人的新治疗方法。
基因组测序开启了一个新的时代个性化医疗该公司承诺为每个人量身定制治疗方案。只有当所有祖先的遗传变异都出现在研究人员用来发现疾病和开发治疗方法的数据集中,这一点才能实现。