冠心病全基因组关联研究进展

近年来全基因组关联研究在世界范围内发展迅猛,研究者应用全基因组关联研究策略发现了一系列疾病的相关基因或变异,将疾病的基因组研究推向一个新的阶段。冠心病是一种由环境因素和遗传因素共同作用导致的复杂疾病,且是世界范围内死亡和致残的首要原因之一,世界各地的研究者应用此策略发现了候选基因关联研究未曾发现的多个冠心病相关易感区域。文章对近年来世界范围内针对冠心病的全基因组关联研究取得的重要进展进行简要总结,然后就现阶段全基因组关联研究所面临的挑战以及对未来研究的发展趋势进行分析阐述,为进一步探究冠心病的遗传机制提供指导。     

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。     

复杂疾病的遗传易感基因区域的精细定位

以单核苷酸多态性(Single-nucleotide polymorphism, SNP)为遗传标记, 采用全基因组关联研究(Genome-wide association studies, GWAS)的策略, 已经在660多种疾病(或性状)中发现了3800多个遗传易感基因区域。但是, 其中最显著关联的遗传变异或致病性的遗传变异位点及其生物学功能并不完全清楚。这些位点的鉴定有助于阐明复杂疾病的生物学机制, 以及发现新的疾病标记物。后GWAS时代的主要任务之一就是通过精细定位研究找到复杂疾病易感基因区域内最显著关联的易感位点或致病性的易感位点并阐明其生物学功能。针对常见变异, 可通过推断或重测序增加SNP密度, 寻找最显著关联的SNP位点, 并通过功能元件分析、表达数量性状位点(Expression quantitative trait locus, eQTL)分析和单体型分析等方法寻找功能性的SNP位点和易感基因。针对罕见变异, 则可采用重测序、罕见单体型分析、家系分析和负荷检验等方法进行精细定位。文章对这些策略和所面临的问题进行了综述。     

重大生殖疾病的分子机制研究

重大生殖疾病是一组严重影响生殖健康,病因和临床表现高度异质的疾病群,其中女性常见的有多囊卵巢综合征(PCOS)、卵巢早衰(POF)等,遗传因素在疾病的发生发展中起到重要作用。近年来,依靠高通量技术,如全基因组关联分析、全外显子组测序等,我国在重大生殖疾病的遗传学研究中取得了重要进展,主要包括对PCOS和POF大样本散发病例及其对照进行全基因组关联研究、家系患者的全外显子组或全基因组测序研究等,鉴定出多个遗传易感位点,获得大量候选基因的信息。虽然这些研究结果为解析疾病提供了大量线索,但是也提出了更多挑战。如何深入研究这些易感位点在疾病中的致病机制,及其在复杂疾病诊治中的转化应用成为日后的工作重点,现就相关分子机制研究进展做一简要论述。     

输入病毒导致的十起本土疫情首例病例新冠病毒基因特征分析

2020年4月中国阻断湖北省武汉市新冠肺炎疫情传播后,中国国内报道了多起由境外输入导致的本土聚集性新冠肺炎疫情。为分析引起聚集性疫情的输入性新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的基因组特征,本研究对2020年4-11月份十起输入相关本土疫情首例病例的SARS-CoV-2全基因组基因特征进行分析,系统阐述了相关SARS-CoV-2的全基因组和氨基酸变异特征。结果显示,与武汉参考株相比,十起本土聚集性疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸突变中位数为10个(8个-26个),氨基酸突变的中位数为6个(4个-16个),且刺突(spike,S)蛋白只有D614G一个氨基酸发生突变。除分支位点外,10条SARS-CoV-2全基因组序列的65个核苷酸突变位点以及35个氨基酸突变仅出现1-2次,呈现随机性。全基因组分析表明,这十起本土疫情的首例病例基因组按照中国分型法可划分为4个型,按照Pangolin分型法可划分为7个型,与我国2020年1-3月份武汉流行的毒株属于不同基因型,不是本土SARS-CoV-2的持续传播。与2020年9-12月英国和南非变异株属于不同基因型,无相关性。本文系统分析了2020年由输入病毒导致的十起本土疫情首例病例的SARS-CoV-2核苷酸与氨基酸变异特征,为我国新冠防控策略的制定以及后续新冠疫情的溯源提供了参考依据。     

冠心病的遗传机制

冠心病是一种常见的受遗传背景、生活习惯及环境等因素共同作用而导致的复杂疾病,其中遗传是重要的危险因素之一.目前通过全基因组扫描(连锁分析和关联分析)等技术已筛选到160余个冠心病易感位点和多个致病基因.本文主要介绍冠心病遗传机制的研究现状,致病基因所参与的生物学过程和信号通路,以及遗传与环境因素相互作用对冠心病发生和发...     

心源性卒中的遗传学研究进展

心源性卒中是缺血性脑卒中的重要病因之一,表现出病情重、预后差和复发率高的特点。在遗传学研究中已经有相当多与心源性卒中相关的基因被鉴定,这些易感基因在疾病风险预测及危险因素评估的潜力也陆续被发掘。本文从全基因组关联研究、拷贝数变异研究、全基因组测序研究等方面综述了心源性卒中遗传学研究的相关进展,并介绍了其遗传数据集在多基因风险评分、孟德尔随机化的应用,旨在为将来深入研究心源性卒中的遗传发生机制提供借鉴和参考。     

中国人群肝癌的易感基因研究

以单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）为遗传标记的遗传关联研究是近年来鉴定复杂疾病易感基因的主要策略之一.尤其是新近发展成熟的全基因组关联研究（genome-wide association study,GWAS）,已被公认是行之有效的系统搜寻重大疾病易感基因的研究方法.军事医学科学院与国内同行合作开展的HBV相关肝癌GWAS结果表明,1p36.22的UBE4B-KIF1B-PGD区域是一个全新的肝癌易感基因区域,证明了遗传易感性在肝癌发生发展中的病因学意义.肝癌易感基因的发现,不仅为深入阐明肝癌的发生机制开辟了新的研究方向,而且为肝癌的风险预测和早期预警研究提供了理论依据;同时,也为后续开发新型的治疗药物奠定了基础.     

新冠肺炎Covid-19的临床诊疗和预后管理

突如其来的新冠肺炎COVID-19疫情,对于医生、医院和医疗系统都是一次极大的挑战。从不明肺炎到确诊为新冠病毒为病原的新冠肺炎COVID-19,如何确诊病原是进一步对病人进行有效诊疗和预后的关键。本研究全面地梳理了患者的临床表现和临床分类,提出了临床诊断和临床治疗的关键点以及有效的预后管理,以期为临床医生以及医疗系统提供一个应对传染性极强、尚无疫苗可预防的新冠肺炎COVID-19。     

全基因组关联研究现状

在过去的5年中, 全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)方法已被证明是研究复杂疾病和性状遗传易感变异的一种有效手段。目前, 各国科学家在多种复杂疾病和性状中开展了大量的GWAS, 对肿瘤、糖尿病、心脏病、神经精神疾病、自身免疫及免疫相关疾病等复杂疾病以及一些常见性状(如身高、体重、血脂、色素等)的遗传易感基因研究取得了重大成果。截止到2010年9月11日, 运用GWAS开展了对近200种复杂疾病/性状的研究, 发现了3 000多个疾病相关的遗传变异。文章就GWAS的发展及其在复杂疾病/性状中的应用做一综述。     

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。     

人类复杂疾病关联研究中群体分层的检出和校正

病例对照研究是鉴定多基因疾病易感位点重要的遗传流行病学方法, 而群体分层是导致病例对照研究关联研究结果出现偏倚甚至是假关联的重要原因之一。文章对人群分层的检出及校正的方法和原理进行了阐述, 包括基于核心家系的传递/不平衡检验(TDT)以及基于不相关基因组遗传标记的基因组对照(GC)和结构化关联(SA)等, 并且对这几种方法进行了比较。     

拷贝数变异的全基因组关联分析

基因组拷贝数变异(copy number variations,CNVs)是指与基因组参考序列相比,基因组中≥1 kb的DNA片段插入、缺失和/或扩增,及其互相组合衍生出的复杂变异．由于其具有分布范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点,目前认为,CNVs是一种新的可以作为疾病易感标志的基因组DNA多态性,其变异引起的基因剂量改变可以导致表型改变．最近,一种基于CNVs的新的疾病易感基因鉴定策略——CNV全基因组关联分析开始出现,这一策略和传统的基于单核苷酸多态性的关联分析具有互补性,通过认识基因组结构变异可以认识复杂疾病的分子机制和遗传基础．     

糖尿病肾病遗传学研究进展

糖尿病肾病是糖尿病最严重的慢性并发症之一, 不同种族的发病率分析和家族聚集性研究显示遗传因素是糖尿病肾病发生、发展的重要因素。文章从3个方面对糖尿病肾病的遗传学研究进展进行综述：“候选基因”的关联研究、连锁分析和全基因组关联研究。关联研究及荟萃分析显示一些候选基因与糖尿病肾病显著相关, 包括ACE、AGT和PPARG等基因; 连锁分析及全基因组连锁分析发现多个糖尿病肾病的易感染色体位点; 随着高通量测序技术和芯片技术的发展, 全基因组关联研究已成为糖尿病肾病遗传学研究的重要途径。虽然遗传因素在糖尿病肾病发病中占据重要的位置, 但还不能完全解释糖尿病肾病的发病原因, 因为糖尿病肾病的发生还受环境因素的影响, 然而糖尿病肾病的遗传学研究可为糖尿病肾病发病机制研究以及药物治疗靶点研究提供一定的理论依据。     

中国人群食管鳞状细胞癌多个易感基因位点获确认

由中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤研究所林东听教授领衔的食管鳞状细胞癌易感基因研究获重大突破。林东听研究组通过全基因组关联分析，鉴别出多个中国人群食管鳞状细胞癌易感基因位点，并分析了相关基因与环境的互作关系。     

全基因组关联研究的深度分析策略

2005年至今,全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)发现了大量复杂疾病/性状相关变异。近来,科学家们关注的焦点又集中在了如何利用GWAS数据进行深入分析,期待发现更多复杂疾病/性状的易感基因。一些新的策略和方法已经被尝试应用到复杂疾病/性状GWAS的后续研究中,例如深入分析GWAS数据;鉴定新的复杂疾病/性状易感基因/位点;国际合作和Meta分析;易感区域精细定位及测序;多种疾病共同易感基因研究;以及基因型填补,基于通路的关联分析,基因-基因、基因-环境交互作用和上位研究等。这些策略和方法的应用弥补了经典GWAS的一些不足之处,进一步推动了人类对复杂疾病/性状遗传机制的认识。文章对上述研究的策略、方法以及所面临的问题和挑战进行了综述,为读者描绘了GWAS后期工作的一个简要框架。     

抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点相关[]神经细胞类型及相互作用网络分析

基于抑郁症的全基因组关联分析研究(GWAS),对于获得的单核苷酸多态性位点(SNP)使用Haploreg软件进行基因注释,得到SNP注释的102个易感基因.。使用MAGMA软件对GWAS的汇总统计数据做基因水平的分析,获得了270个校正之后显著的基因,两者合并共得到320个抑郁症易感基因。通过药物数据库Drugbank获取133个抗抑郁药物靶点基因。使用EWCE包对抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点在三套脑组织单细胞测序数据中,分别进行神经细胞类型富集分析。结果发现大脑皮质的GABA神经元(抑制性神经元)和谷氨酸能神经元(兴奋性神经元)是抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点共同的神经元。这两种类型的神经细胞可能是抗抑郁药物与抑郁症易感基因相互作用的神经细胞,另外少突胶质前体细胞可能是抑郁症特有的易感神经细胞。使用Network Calculator软件构建网络并进行进行网络拓扑学参数分析。结果表明抑郁症易感基因与抗抑郁药物靶点组成了一个具有显著的相互连接的网络。本研究从单细胞层面揭示抑郁症的遗传机制,在网络层面为寻找新的抗抑郁药物靶点提供了一定的启示。     

强直性脊柱炎易感基因的研究进展

强直性脊柱炎（ankylosing spondylitis,AS）是一种常见的高度遗传的风湿类疾病。至20世纪70年代以来,越来越多的证据表明HLA-B27是AS最主要的易感基因。然而,全基因组扫描和关联分析等研究发现在HLA以外的区域仍存在AS的易感区域,大量的证据显示在HLA区内外有许多基因与AS的发病有关。文章主要综述了与AS相关的易感基因以及它们的研究现状。     

《自然-遗传学》：为揭示一种特殊类型湿疹的发病机制奠定基础

6月12日,国际著名学术期刊《自然一遗传学》（Nature Genetics）在线发表了安徽医科大学最新研究成果——特应性皮炎（atopicdermatitis,AD）全基因组关联研究（Genome-wideassociationstudy,GWAS）。发现AD易感基因。     

新冠肺炎COVID-19临床治疗的药物选择

新型冠状病毒病COVID-19,如大多数病毒感染疾病一样,除了疫苗以外,尚无特效药,也没有针对性的治疗方法。在临床上,药物治疗主要是针对患者在感染病毒以后,免疫系统被激活到极限程度或者失去控制,从而给患者带来伤害。本研究系统地回顾了新冠肺炎爆发以来的临床治疗案例,结合中国国家卫健委发布的《新型冠状病毒病肺炎诊疗方案(试行第一至七版)》,提出了治疗新冠肺炎COVID-19临床药物的选择策略,评估了各种目前应用于临床实践的西药的疗效和风险,旨在为临床医生在药物选择上提供理论依据和临床上的案例。