華中科技大學解析亞洲人的基因組,為人類遺傳學貢獻智慧

通過挖掘人類基因組中的變異,研究人員對錶型多樣性和疾病病因的種群歷史和遺傳基礎有了深刻的見解。

儘管早期的努力主要基於常見變體的陣列基因分型,但全基因組測序(WGS)已成為了解人類進化和遷徙歷史的遺傳變異的有效方法。在不同人群之間進行比較,大多數遺傳變異都是稀有且特定於人群的,這突出了表徵當地人群多樣性的重要性。因此,許多國家開始了基於人群的WGS研究。然而,在人類遺傳學研究中以歐洲為中心的偏見導致人們越來越關注在實施精準醫學過程中健康差距的變化。儘管亞洲是最大的大陸,擁有約45億不同種族的居民,佔全球人口的60%,但公共數據庫中的亞洲基因組嚴重不足。

最近,華中科技大學公共衛生學院王超龍及新加坡基因組研究所劉建軍共同通訊在Cell在線發表題為"Large-Scale Whole-Genome Sequencing of Three Diverse Asian Populations in Singapore"的研究論文,該研究通過對4810名新加坡華人,馬來人和印度人的全基因組測序,研究人員發現了9830萬個SNP和少量插入或缺失,其中一半以上是新發現的。人口結構分析表明,新加坡三個族群對亞洲遺傳多樣性有很強的代表性,並揭示了與馬來人有關的新穎血統。此外,根據人口統計學的推論,馬來人從大約24800年前從中國分裂出來,並在大約1700年前與東亞人經歷了重大的交融。此外,該研究確定了20個用於自然選擇的候選基因座,其中14個具有與複雜特徵和疾病的強大關聯。最後,該研究表明這些數據可以大大改善亞洲和大洋洲不同人群的基因型估算。

這些結果凸顯了這些數據作為在廣泛的地理區域中增強人類遺傳學發現能力的資源的價值。

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通過挖掘人類基因組中的變異,研究人員對錶型多樣性和疾病病因的種群歷史和遺傳基礎有了深刻的見解。儘管早期的努力主要基於常見變體的陣列基因分型,但全基因組測序(WGS)已成為了解人類進化和遷徙歷史的遺傳變異的有效方法。一個重要的里程碑是1000個基因組計劃(1KGP),該計劃對來自26個種群的2500個基因組進行了測序,測序深度約為7.4倍,並分類了8800萬個變異位點。通過大規模測序分析對因果變異進行直接評估已導致人群和臨床遺傳學的融合,人群遺傳信息已成為精準醫學的基石,其應用已在孟德爾疾病的診斷,藥物使用優化,藥物開發和疾病風險預測等。


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SG10K數據集的質量評估


在不同人群之間進行比較,大多數遺傳變異都是稀有且特定於人群的,這突出了表徵當地人群多樣性的重要性。因此,許多國家開始了基於人群的WGS研究。然而,在人類遺傳學研究中以歐洲為中心的偏見導致人們越來越關注在實施精準醫學過程中健康差距的變化。儘管亞洲是最大的大陸,擁有約45億不同種族的居民,佔全球人口的60%,但公共數據庫中的亞洲基因組嚴重不足。例如,單倍型參考協會彙集了來自20個研究的32,488個基因組,以構建一個大型的參考基因組,但是它僅適合於插補歐洲人。此外,在基因組聚合數據庫(gnomAD)中,其15496個基因組中只有約5%來自東亞,而沒有一個來自南亞。此外,在精準醫學跨學科組(TOPMed)計劃中,其145,000個樣本中只有約10%是亞洲人。在亞洲,大多數最新發表的WGS研究樣本規模較小。


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每個健康個體的致病性純合子數量與中國人,馬來人和印度人的近親繁殖係數的關係


儘管地域很小,但由於其移民歷史,新加坡的人口也多種多樣。

新加坡人大致分為四個種族:華人,馬來人,印第安人和其他種族。新加坡居民中有74.3%是華人,來自華南的幾種方言群體,而華北的少數群體。馬來人佔總人口的13.4%,包括東南亞不同南斯拉夫語系的後裔,主要來自馬來西亞和印度尼西亞。在英國殖民時期,大約9.1%的人口是印度裔,他們來自印度移民。大多數印度人是印度東南部的泰盧加斯和泰米爾人,少數是印度北部的錫克教徒和帕坦族人;其餘3.2%的人口主要是歐洲人和中東人。因此,對新加坡人的WGS分析具有使亞洲乃至全球其他地區的人口受益的潛力。在這裡,研究人員描述了SG10K項目試點研究的初步發現,這是一項旨在使10,000個新加坡人全基因組測序的全國性努力。


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SG人群中的選擇信號


對於該研究,通過對4810名新加坡華人,馬來人和印度人的全基因組測序,研究人員發現了9830萬個SNP和少量插入或缺失,其中一半以上是新發現的。人口結構分析表明,新加坡三個族群對亞洲遺傳多樣性有很強的代表性,並揭示了與馬來人有關的新穎血統。


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文章總結


此外,根據人口統計學的推論,馬來人從大約24800年前從中國分裂出來,並在大約1700年前與東亞人經歷了重大的交融。此外,該研究確定了20個用於自然選擇的候選基因座,其中14個具有與複雜特徵和疾病的強大關聯。最後,該研究表明這些數據可以大大改善亞洲和大洋洲不同人群的基因型估算。這些結果凸顯了這些數據作為在廣泛的地理區域中增強人類遺傳學發現能力的資源的價值。

參考信息:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31070-0#


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