复杂疾病全基因组关联研究进展——遗传统计分析

2005年, Science杂志首次报道了有关人类年龄相关性黄斑变性的全基因组关联研究, 此后有关肥胖、2型糖尿病、冠心病、阿尔茨海默病等一系列复杂疾病的全基因组关联研究被陆续报道, 这一阶段被称为人类全基因组关联研究的第一次浪潮。文章分别介绍了全基因组关联研究统计分析的方法、软件和应用实例; 比较了关联分析中多重检验的P值调整方法, 包括Bonferroni、递减的Bonferroni校正法、模拟运算法和控制错误发现率的方法; 还讨论了人群混杂对关联分析结果可能产生的影响及原理, 以及全基因组关联研究中控制人群混杂的方法的研究进展和应用实例。在全基因组关联研究的第一次浪潮中, 应用经典的遗传统计方法发现了许多基因-表型之间的关联并且能够对这些关联做出解释, 其中包括许多基因组中的未知基因和染色体区域。然而, 全基因组关联研究的继续发展需要进一步阐述基因组内基因之间相互作用、基因-基因之间的复杂作用网络与环境因素的相互作用在复杂疾病发生中的作用, 现有的统计分析方法肯定不能满足需要, 开发更为高级的统计分析方法势在必行。最后, 文章还给出了全基因组关联研究统计分析软件的相关网站信息。     

高血压易感基因的分子进化

利用家系连锁分析、候选基因法及全基因组关联研究均未能有效发现普通人群的高血压易感基因或位点。遗传学研究表明, 人类许多疾病易感性的形成与走出非洲时的环境适应性进化密切相关, 这为高血压遗传学研究提供了新思路。文章系统综述了高血压易感基因分子进化研究的理论基础和最新进展, 介绍了本研究小组运用分子进化思路在中国汉族人群高血压遗传学研究中的发现, 对未来的研究方向进行了展望, 以期为高血压和其他疾病的遗传学研究提供参考。     

遗传风险评分在复杂疾病遗传学研究中的应用

心血管疾病、2型糖尿病、原发性高血压、哮喘、肥胖、肿瘤等复杂疾病在全球范围内流行,并成为人类死亡的主要原因。越来越多的人开始关注遗传易感性在复杂疾病发病机制中的作用。至今,与复杂疾病相关的易感基因和基因序列变异仍未完全清楚。人们希望通过遗传关联研究来阐明复杂疾病的遗传基础。近年来,全基因组关联研究和候选基因研究发现了大量与复杂疾病有关的基因序列变异。这些与复杂疾病有因果和(或)关联关系的基因序列变异的发现促进了复杂疾病预测和防治方法的产生和发展。遗传风险评分(Genetic risk score,GRS)作为探索单核苷酸多态(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)与复杂疾病临床表型之间关系的新兴方法,综合了若干SNPs的微弱效应,使基因多态对疾病的预测性大幅度提升。该方法在许多复杂疾病遗传学研究中得到成功应用。本文重点介绍了GRS的计算方法和评价标准,简要列举了运用GRS取得的系列成果,并对运用过程中所存在的局限性进行了探讨,最后对遗传风险评分的未来发展方向进行了展望。     

原发性高血压全基因组关联研究进展

原发性高血压是一种由遗传与环境因素共同导致的复杂疾病,具有高度的遗传异质性。自2007年首个高血压全基因组关联研究(Genome-wide association studies,GWAS)报道以来,许多GWAS相继开展。文章首先对2007年1月至2011年9月期间报道的24篇血压/高血压易感基因的GWAS按人种与染色体位置对其结果进行汇总,经统计位点rs17249754、rs1378942和rs11191548报道频数最多。其次介绍了GWAS方法学的研究进展,包括选择高质量的数量表型和选择多阶段研究设计来增加研究发现阳性关联的机会。统计分析方面,除强调了已经报道过的多重比较和重复(验证)研究等问题外,文章还介绍了通过Meta分析对GWAS数据进行深度发掘,并应用基因型填补法对缺失数据进行填补可以提高全基因组遗传标记的覆盖率的方法。尽管GWAS发现了许多我们未知的基因与疾病表型的关联,为了解高血压的发病机制提供了更多线索,但是目前GWAS发现的血压/高血压相关变异多为对人群血压的影响极其微弱的常见变异。因此今后的研究中可加强深度功能学研究对易感基因精细定位和外显子组测序技术的应用,结合GWAS的成果进行生物信息学通路分析和表观遗传学机制研究等,逐步揭示高血压的遗传机制。     

2型糖尿病易感候选基因在世界不同人群中的多样性比较分析

近10年来兴起的全基因组关联分析（Genome-wide association study, GWAS）相关研究结果获得了大量与2型糖尿病相关的候选易感基因,了解这些候选基因在正常人群中的遗传多样性程度以及在不同人群间的遗传差异,不但有助于阐明2型糖尿病的遗传机理,而且对于今后在特定人群中进行2型糖尿病发病机制的深入研究具有指导意义。本研究通过对GWAS数据库和相关文献的搜索和整理确定了170个与2型糖尿病相关的基因或基因区域;随后基于千人基因组计划的全基因组测序数据对这些候选基因在世界范围内14个人群间的遗传多样性进行了比较分析;进一步确定了在人群间存在显著差异的易感基因,并分析了这些基因的多样性特征。在所研究的14个世界人群中,2型糖尿病候选易感基因的遗传多样性与基因组范围的平均水平没有显著差异;但其中8个易感基因IL20RA、RNMTL1-NXN、NOTCH2、ADRA2A-BTBD7P2、TBC1D4、RBM38-HMGB1P1、UBE2E2和PPARD在群体间呈现显著差异,其中最明显的是IL20RA基因 (FST=0.152),该易感基因在非洲人群和非非洲人群间存在显著等位基因频率和单倍型频率差异。14个人群中易感基因遗传结构差异的主要原因是由于非洲人群与非非洲人群之间的群体遗传结构的不同所造成的。进一步比较东西方人群间的2型糖尿病候选基因遗传结构差异,发现在东西方人群中同样存在明显的群体遗传结构差别,其中DGKB-AGMO(FST=0.173)和JAZF1(FST=0.182)是差异最显著的易感基因。本研究通过对群体间2型糖尿病易感基因遗传结构进行比较,鉴别出一些差异特别显著的易感基因,对今后2型糖尿病易感基因与不同人群间发病率和易感性差异的相关研究提供重要参考。     

Toll样受体5基因多态性与中国人群脓毒症的相关性研究

目的探讨Toll样受体5（Toll-likereceptor5,TLR5）基因多态性位点与脓毒症发生风险及疾病严重程度的相关性。方法采用病例一对照研究设计,募集了255例脓毒症患者和260例对照个体。应用贝克曼公司的商用SNPstream分型技术和PCR—RFLP方法对TLR5基因的3个编码区多态性位点进行分型。采用Logistic回归分析,校正性别、年龄、吸烟和饮酒、慢性病状态、APACHEⅡ评分和脓毒症病因等混杂因素的影响,评价多态性位点与脓毒症的发生风险,以及脓毒症性休克、死亡和器官功能障碍等表型的遗传相关性。结果TLR5基因的3个多态性位点在病例和对照组中的基因型分布均呈哈．温平衡状态。这3个编码区的多态性位点与脓毒症的发生风险和疾病严重程度均无遗传学关联。结论TLR5基因的多态性位点可能在脓毒症的发生、发展和病程转归中不发挥重要作用。     

HLA基因多态性与结核病遗传易感性的研究进展

随着人类基因组计划的完成和功能基因组学的研究的进展,多种结核病候选易感基因被发现,其中人类白细胞抗原（HLA）基因是主要的候选基因之一。HLA基因作为人类最复杂、最具多态性的遗传系统,其功能涉及到机体免疫的各个方面,不同个体对疾病易感性的差异在很大程度上是由遗传因素所决定的,因此HLA基因与某些免疫性疾病的相关性已经成为近年来研究的热点,国内外学者对不同种族的人群对结核分枝杆菌感染的易感性做了大量的研究,探讨HLA基因多态性与结核病遗传易感性的关系。本文对这方面的研究进展做一综述。     

EDARV370A对新疆维吾尔族人群面部及耳朵形态的效应

外异蛋白受体基因(ectodysplasin A receptor,EDAR)是调控外胚层发育的重要基因。其关键错义突变EDARV370A的衍生等位基因370A在东亚和美洲原住民中具有很高的频率,但在非洲和欧洲罕见,该突变造成这些人群许多外胚层发育衍生表型的差异,包括东亚人特有的较直且厚的头发、较多的外泌汗腺、女性较小的乳房及铲形门齿等。目前,EDARV370A与同为外胚层衍生表型的人类头面部及耳部形态特征的关联尚不十分明确。本研究在715例新疆维吾尔族亚欧混合人群中,进行了EDARV370A与一系列系统的面部形态特征及耳朵形态表型的关联分析,以期更全面系统地理解EDARV370A对面部和耳朵形态的影响。研究表型包括利用本课题组近期发表的对三维面部照片自动化面部地标点标记方法获得的136个面部定量表型、1个下巴类型的定序分类表型以及6个耳朵形态的定序分类表型。研究发现EDARV370A与8个面部形态的定量表型、下巴类型以及3个耳朵形态定序分类表型显著相关(多重检验校正后P<0.05)。本研究结果进一步明确了EDARV370A的遗传多效性及其在亚欧混合人群中对面部和耳朵形态的影响。     

影像基因组学分析方法研究进展

在生物医学大数据背景下,精准医学的研究重点之一是基因型数据和表型数据的融合及关联分析,通过数据融合及关联分析,认识疾病表型特征与基因多态性及基因活动之间的关系。影像基因组学作为一个新兴研究领域,它将疾病影像数据和基因组数据整合,并挖掘两者之间的联系,从而发现能够反映基因多态或表达的影像特征,在此基础上建立基于影像特征的非侵入式疾病诊断方法,是目前生物医学最有前景的研究领域之一。综述了影像基因组学领域的研究方法,包括基因组数据分析、影像数据分析以及基因组数据-影像数据融合分析方法。在此基础上,介绍了影像基因组学目前在临床上的典型应用,包括疾病的辅助诊断、预后预测和疗效评估。最后,对影像基因组学的未来发展进行了展望。     

普拉德-威利综合征的分子遗传诊断:一种连锁分析方法的初步建立

普拉德-威利综合征(Prader-Willi Syndrome,PWS)是一种基因组印记相关的疾病,是引起肥胖最常见的遗传综合征。分子和细胞遗传学检查对于该病早期诊断非常重要。通过选择PWS典型缺失区域内、外的STR遗传标记,初步建立了一种适用于中国人群的PWS核心家庭连锁分析方法,并用该方法确定了一例缺失型和一例异源单亲二体型PWS患者,经甲基化特异性PCR和高分辨染色体核型分析验证上述结果正确。同时,该连锁分析方法可以具体区分PWS的分子发病类型,从而为PWS家庭的遗传咨询提供信息,并为进一步研究PWS基因型和表型的关系提供了可能。     

音乐治疗效应的动物实验研究

近年来国内外关于音乐治疗效应的动物实验研究认为：音乐能影响动物的情绪;音乐还对动物的免疫功能、学习及记忆能力、以及动物的神经系统结构和功能等均有一定影响。该领域的研究有利于深入探索音乐疗法的作用机理。     

热带气旋对红树林的影响研究进展——基于文献计量分析

红树林在防风消浪、促淤保滩、固岸护堤等方面发挥重要的作用,是抵御台风、风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害的重要天然屏障。热带气旋是红树林面临的最主要自然威胁之一,削弱了红树林对自然灾害的抵御及生物多性维持等功能发挥。然而,尽管热带气旋对红树林的影响日益受到全球的广泛关注,但缺乏对该领域研究进展的系统分析和总结。以Web of science核心集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对1995—2021年间热带气旋对红树林影响研究进行文献计量分析和可视化图谱绘制,以厘清该领域研究的现状、趋势和热点,并揭示未来的发展方向。研究表明：（1）该领域研究年发文量随时间处于波动上升的趋势,尤其2013年后迅速增加,表明该领域的研究日益受到重视;（2）美国、澳大利亚和印度等国家在该领域的研究走在前列,美国的中介中心性最高,其次是德国,美国广泛地与德国、法国、日本等许多国家有密切合作;（3）美国佛罗里达、加勒比地区、澳大利亚北部和印度南部等是当前研究的热点区域;（4）研究热点随时间推移而不断发展,从红树林植被的干扰损害逐渐发展到固碳储碳、海岸防护等功能的影响。全球变化背景下热带气旋对红树林的影响、红树林对热带气旋干扰的弹性、基于遥感和大数据处理的模型模拟等日益受到关注,量化热带气旋对红树林功能的影响、探明热带气旋与海平面上升的关系及对红树林影响、构建完善的观测体系数据集等将是未来研究的重要方向。研究对长期关于热带气旋对红树林影响的研究进展进行定量和可视化分析,可为预测热带气旋对红树林的影响和风险、及减缓和应对其风险等研究提供借鉴参考。     

蚕丝固定化脂肪酶的研究

研究了蚕丝固定化脂肪酶的工艺条件,并考察了固定化脂肪酶的稳定性。试验结果表明：蚕丝与对-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)进行反应的最适条件是PH=10．8,SESA：2．0g／g蚕丝,反应生成的对氨基苯磺酰乙基蚕丝(ABSE-蚕丝)经重氮化后与脂肪酶偶联的最适条件是：pH=7．5,偶联时间>10h。加酶量为168～308u／g蚕丝时,所得固定化脂肪酶活力为106～160u√g蚕丝．此时固定化冀的活力回收率较高(>52％)。固定化脂肪酶稳定性较高．其操作半衰期约为250h。     

壳聚糖固定化木瓜蛋白酶的研究

以自制的壳聚糖作为载体,用戊二醛作交联剂,优化了固定化条件,研制成壳聚糖固定化木瓜蛋白酶。其活性回收率达到42—53％,操作半衰期达到一个月以上,对热、乙醇以及尿素的稳定性有很大的提高,Km值为0.67×10~2mg/mL,最适温度65—70℃,最适pH8.0,能使啤酒中的蛋白质浓度从56.5mg/L减少到2.7mg/L,可以消除啤酒的低温混浊现象。     

马铃薯Y病毒属(Potyvirus)研究的文献计量分析

[目的]马铃薯Y病毒属(Potyvirus)是世界上最大的两个植物病毒属之一,对多种农作物造成危害.利用文献数据库,客观地分析国内外Potyvirus研究的发展动态,为国内外Potyvirus科研工作者和决策者提供参考.[方法]基于Web of Science数据库,采用文献计量学方法,对全球发表于1985-2012年的Potyvirus文献的国家、作者、机构、载文期刊及研究内容进行了数量和质量分析.[结果]检索到全球60个国家发表的Potyvirus文献2 442篇,以及每篇文献的被引频次和每个国家、机构及作者的H指数.经分析得出:全球Potyvirus研究论文的产出量自1991年呈稳定上升趋势,文献的数量和质量在统计的国家中,以美国最好,其次是法国、西班牙、澳大利亚、英国;美国的高产活跃作者最多;Potyvirus研究的热点是基因沉默和分子生物学,并随着研究技术方法的革新将不断深入;研究方向更多倾向于寄主方面的研究(如基因沉默、寄主抗性、与寄主互作等)及交叉学科;而中国在Potyvirus基础研究上距离国际先进水平还有很大距离,研究力量较少,有影响力的论文较少.[结论]美国在该领域的研究处于领先水平,我国仍需加强Potyvirus基础研究力量投入,努力缩短差距.     

基于Web of Science的国际应用生态学研究进展

应用生态学是自然资源管理和生态环境保护最重要的科学技术工具之一.在当前自然资源短缺、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势下,对国际应用生态学的理论基础、研究方法、研究热点进行分析,对夯实我国应用生态学的知识基础、指明研究方向、确定战略定位具有重要意义.本文基于文献计量学原理,借助CiteSpace、Carrot²等信息可视化软件,以Web of Science中1980—2018年国际应用生态学研究领域基于不同检索策略的两个文献数据集合为研究对象,从研究载体、研究力量及研究内容3个维度进行文献时空分布、核心研究力量、研究热点演进以及研究前沿及趋势分析,旨在揭示其学科发展轨迹、研究现状与发展趋势,以期为未来我国的应用生态学研究提供参考.     

Time on task effects on safety

Reviewing the literature on time on task effects on safety shows contradictory evidence, especially with regard to 12 h shifts. It is argued that this might depend on methodological problems associated with the analysis of accident data, e.g. selectivity of samples, validity of data bases and study designs, especially for analyses at the company level. Analyses of aggregated data seem to indicate an exponential increase of accident risk with time on task beyond the normal working day. This is supported by some recent studies based on data from the Federal Republic of Germany.