基于DNA变异在亚欧混合人群中预测男性型脱发

男性型脱发(male pattern baldness,MPB)是一种雄激素依赖性的遗传性脱发疾病,对个人形象、心理产生较大的消极影响.近期欧美人群中进行的大样本全基因组关联分析(genome wide association studies,GWAS)已报道大量与MPB相关的遗传易感性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)位点,但这些位点在东亚人群中的遗传效应尚不清楚.本研究基于我国684个亚欧混合人群(Eurasian)样本,对在英国生物样本库(UK Biobank) 205 327个欧洲男性GWAS分析发现的624个与MPB相关的SNPs进行人群异质性分析,基于多基因风险打分(polygenic risk scores,PRS)建立预测模型,并对预测因子数量与模型预测性能的关系进行了研究.通过质控的467个SNPs中6.9%与MPB显著相关(P0.05).结合年龄、体质指数(body mass index,BMI)和25个SNPs建立的线性回归和逻辑回归模型,效果较好(R~2=28.9%,AUC=0.82).年龄对模型效果影响较大(R~2=22.9%,AUC=0.77),结合BMI及68个SNPs时AUC达到最大(约0.89).本研究表明MPB在欧洲和东亚人群中存在较强的遗传异质性,选取SNPs子集能达到与全集相近的预测准确性,预测模型有助于东亚人群MPB遗传机制的理解及疾病的早期诊断和预防.     

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。     

对于未知来源个体进行族群推断的自动分析系统

建立一种基于概率算法、聚类分析和主成分分析的DNA族群推断系统(DNA Ancestry Analyzer Version1.0,简称DAA v1.0),用于对未知来源个体进行族群推断。DAA v1.0基础部分用Python语言、R语言、C语言编写;前端部分用node.js语言、HTML语言、css语言编写。DAA v1.0可对未知来源个体的族群进行推断,与已有分析方法相比,结果的一致性为100%,运算效率提升了600%。该系统可界面化、自动化地计算DNA来源人的群体匹配概率和似然比值、群体成分,绘制群体归类图,在人类遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。     

基于DNA变异的中国汉族人群脱发表型推断及预测模型评估

目的 男性型脱发（male pattern baldness,MPB）,又称为雄激素性脱发（AGA）,是一种常见的男性脱发类型,大约80%的表型差异可以用遗传因素解释。目前的MPB遗传推断研究主要基于欧洲人群,东亚人群相关研究较少。本研究在中国人群中对欧洲人群MPB关联位点进行验证分析,并建立遗传推断模型。方法 本研究调查了486个与欧洲人群MPB相关单核苷酸多态性（SNP）位点在312名中国汉族男性中的关联性,分别使用逐步回归和Lasso回归方法对关联出的位点进行筛选。使用逻辑回归算法构建预测模型,通过十折交叉验证的方法评估。之后进一步比较了逻辑回归、k近邻分类器、随机森林、支持向量机4种常用分类器模型对MPB的预测准确性。结果 有174个SNP位点与中国汉族男性的MPB显著相关（P＜0.05）。通过不同的筛选方法,分别得到了22个SNP和25个SNP的位点集合。基于上述位点集合建立了22-SNP和 25-SNP两种逻辑回归预测模型。以AUC（ROC曲线下方的面积大小,area under curve）来衡量,两种模型对MPB预测的准确性分别为0.85和0.84;经十折交叉验证后预测准确性分别下降至0.81和0.77。当加入年龄作为预测因子后,两种模型的AUC均达到最大值0.89。从运行结果来看,逻辑回归预测模型较本研究中的其他分类器模型具有明显优势。结论 总体而言,虽然预测模型的准确性尚未达到临床期望水平,但SNP在MPB的遗传预测方面仍具备很大的潜力,可以为MPB的早期诊断、临床干预和法庭科学应用提供参考。     

中国南北方汉族人群DNA甲基化表观遗传差异研究

目的 族群地域、体貌特征等表型是基因型与环境共同作用的结果。大量基因组学研究表明,汉族人群具有混合特征,内部存在明显的南北遗传差异。本研究旨在探索研究表观基因组在中国南北方汉族人群之间是否存在差异,并筛选差异遗传位点。方法 使用GLINT软件对483份汉族样本的全基因组甲基化芯片数据进行EWAS分析,使用Lasso回归方法筛选位点。使用多元逻辑回归算法构建南北方汉族人群预测模型,通过十折交叉验证的方法评估。结果 筛选出一组南北方汉族之间差异显著的CpG位点,准确性为99.03%,Kappa系数为0.979 6。结论 本研究表明南北方汉族人群之间存在表观遗传差异,本研究为进一步开展不同地域汉族人群之间的表观遗传差异研究奠定了基础。     

基于国产微滴数字PCR的SNP快速检测技术研究

目的 在法医学领域,现有的SNP检测主要依赖进口,检测工作量大、耗时长且成本较高。微滴数字PCR (droplet digital PCR,ddPCR)作为新一代的PCR技术,可以快速检测低浓度样本DNA,且有较强的抗干扰能力。本研究旨在国产ddPCR平台建立SNP分型检测体系并对其性能进行评估,以探讨ddPCR技术在法医学检验领域的应用价值。方法 在ddPCR平台建立高原适应性EPAS1单倍型(rs115321619、rs73926263、rs73926264、rs73926265和rs55981512)检测体系,测试各位点引物探针特异性,对体系的准确性、稳定性、灵敏度、检材适应性进行评估,并比较了ddPCR和SNaPshot微测序检测体系的抗抑制性,最后对样本地区来源进行测试。结果 ddPCR在2.5 h内即可快速获取检测结果,体系准确性和稳定性好,检测灵敏度为0.312 5 ng,且抗抑制性能力突出。70份测试样本检测结果与背景信息一致。结论 基于ddPCR的SNP检测体系具有准确可靠、简便快速、抗抑制能力强等优势,在法医学快速检验领域有较强的应用潜力,适合法医现场检验需求。     

基于IBS算法预测亲缘关系准确性研究

目的 评估基于状态一致性(identity-by-state,IBS)算法预测个体间亲缘关系的准确性.方法 采用Illumina GSA芯片对253份样本进行全基因组检测,基于高密度单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)数据计算两两个体间IBS共享统计量预测亲缘关系.通过...     

基于全基因组测序的法医单核苷酸多态性系谱推断研究

目的 通过全基因组测序（whole genome sequencing，WGS）获得高密度单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）分型数据，评估分型准确性，研究建立WGS数据用于法医SNP系谱推断的方法。方法 通过华大MGISEQ-200RS测序平台对样本进行深度为30×的WGS，从测序数据中提取Wegene GSA芯片中的645 199个常染色体SNP位点，质控过滤后运用IBS/IBD算法计算预测亲缘关系，并对样本的族群来源进行分析。结果 从测序数据中提取的SNP分型与Wegene GSA芯片分型的一致率大于99.62%。测序获得的SNP数据使用IBS算法可预测1~4级亲缘关系，4级亲缘预测置信区间准确性达100%，使用IBD算法可预测1~7级亲缘关系，7级亲缘预测为有亲缘关系的准确性达100%，通过高深度WGS数据获取的SNP系谱推断能力与芯片预测结果无显著差异。同时，WGS数据用于族群推断与调查结果一致。结论 WGS技术可应用于法医SNP系谱推断，为案件侦破提供线索。     

基于高密度单核苷酸多态性的共祖远亲缘关系预测算法准确性研究

目的 研究构建基于共祖（identity-by-descent，IBD）片段算法预测远亲缘关系分析流程并评估预测准确性。方法 采用高密度单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）芯片对253份家系样本进行检测，研究基于IBD片段算法的分析流程进行两两个体间亲缘关系预测，评估预测准确性。随机减少SNP位点，评估位点数对算法预测准确性的影响。结果 IBD片段算法预测1~7级亲缘关系平均置信区间准确率为94.72%，预测可信度为99.77%，6级及以上亲缘关系预测时出现假阴性。随着SNP数量减少，预测准确性会出现一定程度的下降。结论 IBD片段算法可用于7级以内亲缘关系的预测，该算法在群体遗传学、法医遗传学等领域有重要应用价值。